После неудачи с Луной-4, в проект были внесены изменения, которые должны были предотвратить повторение неудачи. Луна-5, как и Луна-4 относилась ко «второму поколению» АМС. Как и в задачу предшественницы, в задачу Луны-5 входили: «мягкая посадка» на Луну, фотографирование поверхности и изучение поверхности. Точные данные о задачах Луны-5 отсутствуют. Известно, что стартовала она 9 мая 1965 года. 10 мая, была подкорректирована траектория полета.
Космический аппарат - "Луна-5" (СССР - Запуск 09.05.1965)

Космический аппарат - "Луна-5" (СССР - Запуск 09.05.1965)
Но вовремя посадки 12 мая 1965 года тормозной двигатель отказал, и станция разбилась о поверхность Луны. Место падения 31 градус южной широты и 8 градусов западной долготы. Луна-5 стала второй АМС достигшей Луны, после Луны-2, но «мягкой посадки» не получилось. К сожалению информации очень мало. Предположительно известно, что в задачу АМС входили: фотографирование поверхности, изучение кратеров и изучение поверхности Луны.