АМС «Венера-5» была создана на Машиностроительном заводе имени С. А. Лавочкина. Конструкция АМС «Венера-5» была аналогична конструкции АМС «Венера-4», существенным изменениям подвергся только спускаемый аппарат.
При создании «Венеры-5» были учтены параметры атмосферы планеты Венера, которые были получены во время полёта межпланетной станции «Венеры-4». Спускаемый аппарат рассчитывался на работу при температуре 290°C и давлении до 25 атмосфер.
Была уменьшена площадь куполов тормозного до 1,9 м² и основного до 12 м². Термостойкая ткань парашюта была рассчитана на работу при температуре свыше 500 °C.
Целью запуска автоматической станции «Венера-5» была доставка спускаемого аппарата в атмосферу планеты Венера и изучение физических параметров и химического состава атмосферы.
Это был одновременный полёт двух одинаковых по конструкции автоматических станций: «Венера-5» и «Венера-6». «Венера-5» стартовала на пять суток раньше «Венеры-6». Окрестностей планеты Венера станция «Венера-5» достигла на одни сутки раньше станции «Венера-6».
«Венера-5» была запущена с космодрома Байконур 5 января 1969 года 9 часов 28 минут московского времени.