Вильгельм V Гессен-Кассельский (нем. Wilhelm V. von Hessen-Kassel; 14 февраля 1602, Кассель — 21 сентября 1637, Лер) — ландграф Гессен-Касселя в 1627—1637 годах из Гессенского дома.
Вильгельм V родился в семье Морица, ландграфа Гессен-Касселя, и его первой супруги Агнессы Сольмс-Лаубахской.
Отец Вильгельма на протяжении многих лет боролся за графство Гессен-Марбург, так называемое «марбургское наследство». Соперником его в этом были родственные ему ландграфы Гессен-Дармштадта. Последний ландграф Гессен-Марбурга, Людвиг IV потребовал, чтобы это графство и после его смерти оставалось лютеранским. Так как ландграфы Гессен-Дармштадта придерживались лютеранского вероисповедания, а Мориц Гессен-Кассельский был кальвинистом, марбургское наследство досталось Гессен-Дармштадту. Мориц не признал такого решения Имперского совета (Reichshofrat) и был принужден уступить престол своему сыну Вильгельму V.
Сразу после прихода к власти Вильгельм признал решение Совета, чем облегчил в том числе и хозяйственное положение графства. Экономика Гессен-Касселя за время правления Морица пришла в полнейшее расстройство, и несомненными заслугами его сына было восстановление хозяйственной жизни, проведение уменьшившей инфляцию денежной реформы и выплата части гигантских долгов отца.
Во время начавшейся ещё в 1618 году Тридцатилетней войны Вильгельм V стал на сторону своего родственника, короля Швеции Густава II Адольфа (оба они были правнуками Филиппа I Гессенского, и предоставил в его распоряжение свою армию. Союзниками Вильгельма V также были герцоги Вильгельм IV и Бернхард Саксен-Веймарский, а также герцог Август II Брауншвейг-Вольфенбюттельский.
В сражениях этой войны Вильгельм V выступил способным полководцем, после боёв у Альдрингера и Фуггера в июне 1631 года ему удалось вытеснить имперские войска с территории ландграфства. 22 августа 1631 года войска австрийцев под командованием Тилли вновь попытались занять Гессен-Кассель, однако вмешательство шведов обрекло их на неудачу.