京都府京都市出身。生誕後すぐに三重県在住の松田舒の養子となり、しかし早くに養父母を失くし、戦時中は大日本帝国海軍の従軍画家として戦地に赴き、第二次世界大戦にあっては東京大空襲で自宅アトリエを焼失、晩年は半身不随、右目失明を経験しつつも筆を折ることがなかった。早くから宗教書、哲学書に親しみ、作風は官学派を志向し、その一方で児童画でも評価を得た。作品に「松田文雄画集」など。
マミエラ目に含まれるオストレオコッカス属のプラシノ藻、Ostreococcus tauri ではゲノムプロジェクトが行われ、2006年に米国科学アカデミー紀要に成果が報告された。O. tauri は細胞の直径が1μm程度と最小クラスの真核生物であるが、ゲノムサイズも 12.56Mb（染色体数14、核ゲノムのみ）と非常に小さい。これは報告されている自由生活性の真核生物のゲノムの中では最小である。
主な増殖法は無性生殖で、単純な二分裂による。プテロスペルマ属やパキスファエラ属 Pachysphaera では二分裂の他に、ファイコーマ (phycoma) と呼ばれる大型の不動細胞が形成され、内部で多数の遊走細胞が作られて放出される場合もある。有性生殖に関する知見は少なく、ネフロセルミス属（N. olivacea など）で同形配偶による接合例が少数報告されているのみである。
プラシノ藻の細胞表面および鞭毛表面は有機質の鱗片に覆われている。鱗片はゴルジ体で形成され、エキソサイトーシスにより鞭毛装置近傍から細胞外に排出される。細胞表面の鱗片は最大4層、鞭毛では3層であり、属や種によって層の構成や鱗片の形状が異なる。鱗片の形状はクモの巣型（マミエラ目の細胞表面および鞭毛表面）、カブトガニ型（マミエラ目およびピラミモナス目の鞭毛表面）、ダイヤモンド型（マミエラ目以外の細胞表面および鞭毛表面）、棒状（シュードスコウルフィエルディア目の鞭毛表面）、十字型や星型（同細胞表面）など様々である。棒状の鞭毛鱗片はマスチゴネマと呼ばれる場合もあるが、ストラメノパイルのような管状マスチゴネマとは異なりあくまで鱗片であり、鞭毛打の推進力を逆転するような働きはない。いずれも種を区別し得る形態形質であるが、電子顕微鏡を用いなければ形状を判別することはできない。
1972年10月、CBS・ソニー（現・ソニー・ミュージックレコーズ）より、アルバム『五輪真弓／少女』とシングル「少女」の同時発売でデビュー。最初のアルバム『五輪真弓／少女』はアメリカ合衆国カリフォルニア州ロサンゼルスのクリスタル・サウンド・スタジオでレコーディングされた。このレコーディングには五輪のデモテープを聴いて感銘を受けたキャロル・キング、チャールズ・ラーキーも参加し、ストリングスの中ではデヴィッド・キャンベルがヴィオラを弾いている。アルバムはオリコンでは最高6位にランク。いわゆる海外レコーディングを商業的に成功させた先駆者としても日本の音楽界に大きな影響を与え、その後さまざまな歌手やミュージシャンたちがそれに追随した。マスメディアでは「和製キャロル・キング」と謳われ、日本女性シンガーソングライターの草分けと呼ばれた。1976年、4thアルバム『Mayumity』を絶賛したCBSフランスから現地（フランス）でのアルバム制作の申し出があり、初めての渡仏。翌年全フランス語によるアルバム『えとらんぜ』が発売された。機を同じくしてサルヴァトール・アダモと出会い、彼の2週間にわたるオランピア劇場でのコンサートにゲストとして招かれた。また、この時期以降積極的にTV等メディアへの露出も増えていく。特に1978年3月21日発売の「さよならだけは言わないで」のヒットにより、フジテレビ『夜のヒットスタジオ』やTBSテレビ『ザ・ベストテン』（今週のスポットライト・コーナー）など、歌番組への生出演が多く見受けられるようになる。1980年にリリースされたシングル「恋人よ」は当初はB面（カップリング）用の曲であったが、歌入れの後にその出来の素晴らしさにA面として発売されることになった。「恋人よ」は大ヒット、彼女の代表曲となり、同年の第22回日本レコード大賞金賞を受賞した。その後美空ひばりや淡谷のり子の重要なステージ・レパートリーにもなり、後世へと伝えられる曲となった。ちなみにこの曲はソニーの六本木スタジオにて録音された。編曲は船山基紀である。しかしそれ以降、歌謡曲ファンを取り込むことになった反面、それまでのファンは抵抗を感じた向きもあるといわれる。これに対して五輪はこう語っている。「私は昭和中期の歌謡曲を聴いて育ち、日本の叙情的な良さの影響を受けています。フランスで仕事をして日本人であることの誇りにめざめ、そのひとつが歌謡曲でした。『さよならだけは言わないで』は曲もアレンジ、サウンドすべてが歌謡曲であり、自分にとってはかなりの冒険でしたが、案の定いともたやすく大衆にとけこみました。だからと言って、それまで書いたものを否定するわけもなく、紛れもない五輪真弓のスタイルであり、今もずっと持ち続けている世界です。ただ、それを画期的なチャレンジとか、もうひとつの側面として受け止めて頂ければ嬉しいですね。しかし、『恋人よ』に関して言えば…日本の歌謡曲の枠におさまらない普遍的な歌です。これが言語や文化の異なる外国でも歌われている理由ではないかと思います。」1980年代後半からは結婚・出産・育児のため活動をセーブし、表立った活動を控えていた時期もあったが、2000年代に入ってからは徐々にその活動を再び活発化させており、その古典的かつ普遍的な作風は、豊かな声質と歌唱と共に、今もなお国内外で高い評価を得続けている。『NHK紅白歌合戦』には、1980年「恋人よ」で初出場を果たし、1988年まで通算5回出場している。2017年現在、ソニー・ミュージックに所属している日本人女性歌手では在籍期間が最も長い（男性歌手を含めると郷ひろみに次ぐ長さ）。また、日本人シンガーソングライターとしては最長の在籍期間である。