ルナ・オービター5号
宇宙機はアトラス・アジェナによって1967年8月1日に打ち上げられ、月遷移軌道にのり、1967年8月5日に軌道傾斜角85度、194.5×6023kmの楕円軌道、軌道周期8時間30分の月周回軌道に投入された。8月7日には近点で100kmの高度まで下げられ、8月9日には99×1499kmの楕円軌道に軌道を変更し、軌道周期は3時間11分となった。
宇宙機は1967年8月6日から18日にかけて写真を撮影し、8月27日から読み出しが行われた。合計633枚の高解像度写真と211枚の中解像度写真が得られ、画質のよいものは2m単位の解像度まで下げることができた。また、5台のルナ・オービターシリーズによって全月面の99%の地域の写真が得られた。また、ミッションすべてを通して、他の観測装置によるデータ採取も成功を収めた。ルナ・オービター5号はその後も追跡されたが、1968年1月31日に月面座標南緯2.76度、西経83度の位置に墜落した。