Mars-5 turpināja diezgan bēdīgo PSRS statistiku Marsa pētniecībā. "Mars-5" startēja 1973. gada 25. jūlijā un iegāja Zemes orbītā. Pēc divām stundām aparātu ievadīja orbītā uz Marsu un 1974. gada 12. februārī "Mars-5" iegāja orbītā ap Marsu, taču jau pēc deviņām dienām sakari ar aparātu pazuda. Iespējams, ka sakaru pazušanu izraisīja spiediena krišanās sistēmā, kas nodrošināja antenas pozicionēšanu virzienā uz Zemi. Lai gan "Mars-5" darbojās tikai 9 dienas, tomēr tikai iegūta diezgan nozīmīga informācija. Aparāts ieguva 60 fotogrāfijas. Tika noteikta Marsa virsmas maksimālā temperetūra - nulle grādi dienā, -40 grādi uz dienas/nakts (terminatora) robežas un -72 grādi naktī. "Mars-5" atklāja, ka Marsa virsma sastāv no sīkiem graudiņiem (smiltij līdzīga grunts). Tika pētīta ogļskābās gāzes izplatība atmosfērā un 40 kilometru augstumā atklāja ļoti vāju ozona slāni. Aparāts arī novēroja vāju magnētisko lauku - apmēram 30000 reizes vājāks par Zemes magnētisko lauku.