La línea 5 del Metro de Madrid atraviesa la ciudad de Madrid desde el suroeste hasta el noreste. Las estaciones de los extremos son Casa de Campo y Alameda de Osuna. Tiene 23,2 km de túneles de gálibo estrecho y 32 estaciones con andenes de 90 m. Once de las estaciones tienen trasbordo a otras líneas de metro. Las estaciones de Acacias, Pirámides y Aluche tienen además trasbordo a Cercanías de Renfe.
La línea 5 se inauguró el 6 de junio de 1968 entre las estaciones de Callao y Carabanchel, si bien forman parte de su actual trazado dos tramos inaugurados con anterioridad y pertenecientes en su día a otras líneas: así, el tramo que hoy discurre entre Casa de Campo y Carabanchel fue inaugurado el 1 de febrero de 1961 como parte del Suburbano (actual línea 10; la estación de Casa de Campo fue, sin embargo, creada en 2002); mientras que el tramo entre Ventas y Ciudad Lineal se inauguró el 28 de mayo de 1964 como parte de la línea 2). En octubre de 1977, con motivo de la construcción de la línea de ferrocarril entre Aluche y Móstoles, el tramo entre Aluche y Carabanchel fue incorporado a la línea 5, constituyéndose la estación de Aluche en cabecera de las líneas 5 y 10 (entonces aún Suburbano).
En 1980 se prolongó la línea por el este hasta Canillejas. En 1999 se construyó la Estación de Eugenia de Montijo entre Aluche y Carabanchel.
El 22 de octubre de 2002 se produjo la incorporación del tramo entre Aluche y Casa de Campo: se completaba así la integración en la línea 5 del tramo entre Carabanchel y Casa de Campo, que en un principio perteneciera a la línea 10 ("Suburbano" hasta 1979).
El 24 de noviembre de 2006 se prolongó la línea a partir de Canillejas con las nuevas estaciones de El Capricho y Alameda de Osuna.