关于巴黎地铁建设的想法源于1845年, 铁路公司偏好利用连接郊区铁路网构建地铁, 而市政府希望在市内新建不同系统的中小型铁路, 双方争执数十年, 直到巴黎交通状况持续恶化, 暨1900年世博会临近, 最终市政府的计划被采用。而5号线即为巴黎地铁网络一期工程的一部分。

5号线通车的同时, 巴黎地铁4号线尚未南北贯通, 故5号线实际上是巴黎第一条南北向穿越塞纳河的地铁。

1903年11月, 用于5号线穿越塞纳河的奥斯特里茨铁桥开工建设, 铁桥的设计长度仅有140米, 以此避免在河中加装支撑柱来给过往船只带来不便。1906年6月2日，意大利广场站和奥斯特里茨车站 (当时叫做奥尔良车站) 之间的路段通车。同年7月13日，铁桥完工, 线路从桥上穿越塞纳河, 通过一个极大地弯角下陡坡, 即拉佩河边街铁桥, 向北延伸至拉佩河边街站 (当时叫做马萨广场)。但由于北部路段尚未完工, 而乘客又迫切需要在巴黎地铁1号线和5号线之间提供一个换乘点, 于是7月28日, 线路暂时延长至里昂车站, 12月17日, 该临时性的延长被撤销, 改向北延长至雅克·邦塞尚站 (当时叫做朗克里站), 弃用的铁路成为财政线。1907年10月14日，为了方便未来巴黎地铁6号线11月15日，线路再向北延伸至巴黎北站。1939年9月2日, 阿森纳站因二战爆发而关闭。1942年, 5号线计划再向东北延伸, 为了使各条地铁线长度更加均衡, 便于运营, 10月6日, 凯旋门站和意大利广场车站之间的路段并入巴黎地铁6号线, 6号线因此变成和2号线互补的南环形, 5号线再度变回南北向, 同年10月12日, 线路向东北延伸至庞丹教堂站, 因此, 巴黎北站另选新址重建, 原巴黎北站终点转为内部员工使用, 至此5号线基本定型。1985年4月25日，线路再向东北延伸至博比尼-巴勃罗·毕加索站。

从东北开始，共22站。

除奥斯特里茨车站为架空车站, 拉佩河边街站为地面车站, 博比尼终点路段有很长的一段位于地面之外, 5号线其余路段和车站均设于地下。大部分车站都设有两个侧式月台, 右上左下。唯独博比尼-巴勃罗·毕加索站因终点之故, 设有一岛一侧混合式月台, 供列车调头返回或存放之用。 博比尼-庞丹-雷蒙·克诺站因建造年代之故, 为岛式月台. 庞丹门站亦设有一岛一侧混合月台供列车存放之需. 意大利广场站呈弧度较大的岛式月台, 列车通过终点环路进入月台落客和载客之后返回, 而无需掉头。 不过, 这个新修的环路到2009年1月19日才投入使用, 此前列车进站和返回必须要在车站尽头进行掉头。

巴黎东站是巴黎地铁为数不多的跨月台转车站, 乘客在5号线的北行月台和7号线的北行月台之间可进行换。

全线车站都设有自动售票机, 咨询处, 列车即时资讯显示器, 部分车站设有残障人士设施和升降机。

拉佩河边街站在1916年6月1日1907年10月15日奥斯特里茨车站在1930年10月15日1979年1946年2月10日1946年2月10日

阿森纳站是巴黎地铁幽灵车站之一, 坐落于巴士底站和拉佩河边街站之间, 乘客可以从列车穿行的隧道中看到废弃的月台。巴士底站的北行月台墙基就是当年巴士底监狱的城壕, 于1905年修建地铁时发现。奥什站的月台橱窗里是法国大革命时期著名将军拉扎尔·奥什的半身像, 以及其生平照片。庞丹门站由于毗邻巴黎音乐城, 月台的壁砖上装饰了不少音乐符号。

线路启用伊始, 采用3节的M1列车。后随线路向北延伸, 很快增加到4节, 并且更换成金属的斯普拉格-汤普森列车。5号线在1978-1980年间更换上MF 67列车, 5节一辆, 使用至今。

南北走向的5号线是巴黎地铁系统中一条客流量中等的线路, 客流量虽然只相当于1号线的一半, 但同时亦达到10号线的2倍。从1992年到2004年, 该线路的客流量稳定的增长了11.2%。

5号线当中有几个车站的客流量要高于线上的其他车站, 比如:

巴黎北站3649万。巴黎东站1566万。共和广场站1514万。意大利广场站1310万人。巴士底站1304万人。奥斯特里茨站873万。

2011年开始, 5号线的MF 67列车将陆续被最新的MF 01列车替换, 预计到2012年完成全部替换。

法兰西岛规划办 (SDRIF) 已提交了向南延伸两站至朗吉广场的规划, 并由法兰西岛委员会通过, 将于2021-2027年完成。但该计划遇到了较大的技术难题, 就是5号线向南延伸必须穿越同一水平面上的6号线。

根据SDRIF此前的规划, 法兰西岛北环轻轨 (隶属远郊铁路Transilien) 将于2014-2020年间投入使用, 届时, 5号线在博比尼终点路段将会增加一个车站和北环铁路进行换乘。 而该车站的用地在1985年线路最后一次延长时已经征用, 但目前尚无任何动。