Podczas powrotu przez atmosferę spodziewano się, że poszczególne części statku rozgrzeją się do temperatur: osłona termiczna ("spód" kapsuły) – 1650 °C osłony anten – 1095 °C sekcja stożkowa ("boki" kapsuły) – 682 °C sekcja cylindryczna – 582 °C
Przebieg misji thumb|250px|Start rakiety Atlas D do misji Mercury-Atlas 5 Start odbył się o godzinie 15:08 GMT. Rakieta Atlas D umieściła statek na orbicie o perygeum na wysokości 160 km i apogeum) 237 km. Obrót statkiem i wyrównanie lotu pochłonęły 2,7 kg z 27,9 kg paliwa napędu własnego statku (mniej niż MA-4 w tych samych manewrach).
Pierwsze okrążenie MA-5 wszedł na zakładaną orbitę o nachyleniu 34°. Utrzymanie właściwej pozycji statku podczas pierwszej orbity wymagało zużycia jedynie 0,7 kg paliwa.
Pod koniec pierwszej orbity kontrola naziemna zauważyła, że pokładowy zegar kapsuły spieszył się o 18 sekund. Podczas lotu nad Przylądkiem Canaveral wskazania zegara zostały skorygowane komendą radiową. Odbierane dane telemetryczne świadczyły o poprawnej pracy wszystkich układów statku.