Przebieg misji mały|Start Ranger 5 Człon Agena B rakiety nośnej wyniósł sondę na orbitę parkingową, a po 25 minutach odpalił się ponownie i skierował sondę w stronę Księżyca. Usterka w systemie kierowania członu Agena B sprawiła, że Ranger 5 uzyskał zbyt dużą prędkość. Sonda utraciła zasilanie z baterii słonecznych i przełączyła się na zasilanie z baterii. Nieprawidłowe komendy spowodowały, że antena telemetrii straciła połączenie z Ziemią. Uniemożliwiło to również odbiór sygnałów mających korygować tor lotu oraz odbiór wykonywanych zdjęć. Sonda minęła Księżyc i weszła na orbitę heliocentryczną. Statek był śledzony przez 8 godzin i 44 minuty, aż do wyczerpania baterii rezerwowej. Pokładowy detektor promieni gamma przekazał tylko niecałe 5 godzin danych o kosmicznym tle gamma, w dodatku w pozycji złożonej.