2015年开工，2019年12月30日开始试运行，2020年6月28日通车试运营，总长22.5千米，南北走向，共设站18座，由南向北分别是毛竹塘、板塘冲、大塘、雨花区政府、木桥、圭塘（换乘4号线）、高桥南、高桥北、芙蓉区政府（换乘6号线（建设中））、万家丽广场（换乘2号线）、马王堆、火炬村、鸭子铺、马栏山、月湖公园北（换乘3号线）、白茅铺、土桥以及水渡河。5号线大体沿万家丽路地下铺设，连接圭塘河地区、高桥商贸城、马栏山视频文创园核心区和星沙湘龙地区。未来将进一步南延至环保科技园地区、大王山地区，北延至万家丽