Eu resolvi isso usando o intervalo de endereços IP 192.168.33.10 - 192.168.33.13 em vez do 10.0.2.5 - 10.0.2.8 para a configuração de IP estático.
Eu suspeito que usar o intervalo 10.0.2.x estava causando um conflito, já que o DHCP também usa o mesmo intervalo no Vagrant.