Я понял, в чем проблема здесь.
Я синхронизировал пакеты из одного ящика в другой, и эти два ящика использовали разные версии createrepo. Коробка, с которой я синхронизировал пакеты и repomd, не содержала более старых версий пакета в репозитории. Версия Centos6 md5 суммирует свои файлы метаданных, а версия centos5 - нет. Yum, очевидно, предпочитает использовать не-md5summed версию и поэтому не смог увидеть все версии пакетов в последней коробке.
Глупая ошибка с моей стороны. Надеюсь, что никто другой не будет иметь эту проблему и учиться на моих ошибках.