Согласно моему опыту, в QTDIR лучше указывать путь до qtbase, а так же в PATH путь до qtbase\bin, хотя если у Вас все скомпилировалось без проблем, то видимо дело не в этом.
Скорее всего тут проблема в платформе, например скомпилирована 32-битная версия библиотеки, а приложение у Вас 64-битное, или что-то в этом роде.
Однако, Вы должны учитывать, что согласно LGPL лицензии, при использовании статической версии библиотеки, все исходные коды программ, должны быть выложены в открытый доступ.
Относительно первой проблемы с динамической версией: Dependency Walker не учитывает (ибо не может учесть) необходимость загружать в runtime плагины Qt. Поищите в папке 5.0.1 папку plugins и скопируйте ее содержимое (а не ее саму) в директорию к exe файлу. В редких случаях тоже самое нужно проделать с папкой imports.
