2019年4月24日，长沙轨道交通5号线一期工程木桥站至雨花区政府站右线盾构顺利贯通，标志着5号线一期工程全线右线盾构区间全部贯通。4月30日，木桥站至雨花区政府站左线区间顺利贯通，标志着5号线一期工程区间隧道正式双线贯通。6月9日，万家丽广场站放下最后一段轨排，标志着长达23.2千米（双向）的水渡河站至万家丽广场站区间实现双线“轨通”。10月15日，随着水渡河车辆段断路器顺利合闸，万家丽广场站至水渡河车辆段在内的10座车站和区间供电系统全部带电，标志着5号线一期工程首段成功实现“电通”。10月16日，首列车辆交付。10月22日，随着内燃机车牵引电客机车编组的轨道电客车驶入试车线，标志着5号线一期工程试车线热滑试验启动。11月8日，5号线一期工程通信系统施工安装项目完成首段（水渡河站至月湖公园北站）动车调试区域无线信号覆盖，即实现首段“无线通”。11月12日，随着高桥北站至芙蓉区政府站区间最后一个钢轨接头焊接完成，标志着5号线一期工程实现全线双线长轨通。12月5日，万家丽广场站至毛竹塘站一次送电成功，标志着5号线一期工程实现全线“电通”。12月18日，长沙轨道交通5号线一期工程接触网全线“热滑”试验全部完成。12月30日，长沙轨道交通5号线一期工程试运行。

2020年5月30日，长沙轨道交通5号线一期工程通过试运营专家评审。6月28日，长沙轨道交通5号线一期工程开通试运营。

2022年7月29日，《长沙市轨道交通5号线北延工程内涝水位分析计算报告编制项目竞价采购公告》发布，工程起于纬三路站，止于水渡河站，总长3.65公里，设站2座，均为高架敷设，规划建设期为2022年-2024年。

长沙轨道交通5号线一期工程共设车站18座，平均站间距1.28千米，最大站间距2.443千米，为毛竹塘站至板塘冲站区间，最小站间距0.687千米，为芙蓉区政府站至万家丽广场站区间。

长沙轨道交通5号线一期工程北起长沙县蟠龙路，沿万家丽路向南布设，过湘龙路、开元西路，在万家丽北路路口设月湖公园北站与3号线换乘，线路继续向南过三一大道、下穿浏阳河，在晚报大道路口设火炬村站与7号线换乘，过远大路，在荷花路路口设万家丽广场站与2号线换乘，在人民东路路口设芙蓉区政府站与6号线换乘，之后线路继续南行，穿越圭塘河于劳动东路路口设圭塘站与4号线换乘，在木莲路路口设大塘站与9号线换乘，在湘府路路口设板塘冲站与8号线换乘，之后线路向南于天际岭公路隧道西侧穿越山体，至雨花区时代阳光大道止。

截至2020年6月，长沙轨道交通5号线运营时间为06:30-23:00，2022年7月8日至8月27日每周五、周六运营时间为06:30-24:00，平峰期行车间隔8分48秒，高峰期行车间隔7分20秒，超高峰期行车间隔6分17秒，各站点具体运营时刻表见下图。

2022年12月31日，长沙地铁5号线运营时间延长至次日2时。

长沙轨道交通5号线车辆色带颜色为其线路色—黄色，车体表面喷涂金属漆，具备优良的视觉效果和耐候性能。长沙轨道交通5号线全线车辆装载有永磁牵引系统，是国内首条全线车辆采用永磁牵引系统的城市轨道交通线路，较异步牵引系统列车节能效果显著，综合节能率达30%，而且系统设备全部由湖南省内企业自主研制生产。长沙轨道交通5号线车辆上配置针对多个关键子系统的状态监测系统，包括弓网检测系统、走行部监测系统、蓄电池在线监测系统，可及时了解、处置车辆关键子系统的实时故障诊断状态，确保车辆运行安全。长沙轨道交通5号线车辆首次采用1080P车载视频监视系统，提升了摄像头的分辨率及系统性能，可有效提升车辆安防水平。长沙轨道交通5号线车辆首次在车辆车厢两端配置了全玻璃高铁镜面显示屏，整体显示效果更加高端大气，提升了整体视觉效果。

长沙轨道交通5号线列车最高运行速度为80千米/时；一期工程设主变电站2座，分别为长善路主变和天际岭主变电；与轨道交通1、2、3、4号线共享杜花路控制中心；一期工程设水渡河车辆段1座。

长沙轨道交通5号线一期工程供电系统采用110千伏/35千伏两级集中供电方式，牵引供电系统采用直流1500伏特供电制式，地下区段采用架空刚性接触网，车辆段采用架空柔性接触网。5号线一期工程供电系统在全线牵引所设置再生电能吸收利用装置，对列车制动能量进行回收再利用；车辆段综合楼设置了地埋管地源热泵空调系统，节约了空调系统的运行能耗，降低了电能消耗。

长沙轨道交通5号线全线车辆分为强冷、弱冷车厢，乘客舒适度进一步提高；公共服务设施增设母婴室，功能更加人性化；重点车站设置自助图书馆，以“书香地铁”的文化气息浸染城市文明。

长沙轨道交通5号线一期工程先后下穿圭塘河、4号线、浏阳河、西湖楼建筑群、全市最大的城市供水管影响区域，近距离多处侧穿万家丽路高架桥、加油站、房屋等重大风险源。其中，与万家丽快速化改造高架桥一路并行长达16.7千米，高架桥区有4个车站主体、40个出入口、28组风亭位于桥梁正下方，大部分结构与高架桥桩距离仅为2-5米，区间与桥桩最小水平距离仅为1.12米。在盾构下穿全线最大风险源-西湖楼时，下穿段区间隧道与房屋桩基最小净距仅约1米的长度达95米。

长沙轨道交通5号线浏阳河隧道总长度约260米，隧顶距河底最小距离只有7.41米。该段地表起伏较大，分别为河床、漫滩、浏阳河一级、二级冲积阶地，区间地质为全断面强风化砾岩，隧道上覆少量卵石、粉细砂，地质松散，透水性强，地下水与浏阳河水量丰富，右线隧道下方存在一个巨型溶洞，下穿时间又正值多雨季节，控制不当极易诱发透水、喷涌等安全风险。同时，该隧道不仅受浏阳河的阻碍，还同步侧穿万家丽路高架桥桩基，万家丽路作为长沙市南北交通大动脉对盾构施工增加了难度，提升了风险等级。

长沙轨道交通5号线属于城市核心区商业线路，全线装修以“星城绽放”为设计理念，结合长沙现代文化元素特征为背景，是一条表现工业、商业及传媒快速发展为主导的时尚现代线。5号线一期工程设特色站4座，分别为圭塘站、万家丽广场站、马王堆站、马栏山站。5号线一期工程全线大字壁除马王堆站采用汉帛书字体外，全部采用毛体字体，为长沙轨道交通首次采用除黑体外字体布置大字壁。

长沙轨道交通5号线线路规划南起天心区解放垸大圫西站，北至长沙县北三环安沙路站，线路全长35千米，共设26个车站。全线在线路北端设水渡河车辆段、在线路南端设置大圫西停车场。

长沙轨道交通5号线南延工程起自大托东站至毛竹塘站（不含），线路长8.43千米，设站7座，均为地下站，平均站间距为1217米；在京广铁路东侧设解放垸停车场，规划建设期为2018～2022年。

长沙轨道交通5号线北延工程起自纬三路站至水渡河站，线路长3.65千米，其中地上线1.77千米、地下线1.88千米，设车站2座，均为高架站，平均站间距为1790米，规划建设期为2019～2022年。

长沙轨道交通5号线是长沙地铁“米”字型架构、双“十”字拓展网络的南北向骨干线路，该线串联起长沙县湘龙板块、月湖金鹰板块、马栏山视频文创产业园、马王堆商圈、万家丽商圈、高桥市场等重要城市功能中心和客流集散点，有利于加强星马副中心、黄黎组团与城市中心区的联系，引导城市南北拓展，是主城区对外辐射的骨干线路，对于提升城市品质形象、缓解城市交通压力、解决群众出行难题、促进长沙又好又快发展，具有重要意义。（湖南日报 评）

2020年6月28日，长沙轨道交通3号线、5号线正式载客初期运营，长沙进入“全面网络化”轨道交通时代，“半小时生活圈”覆盖全城。轨道交通线网的完善大幅度加速长沙交通运输体系“质”的飞跃，提升了长沙国际化都市品质，为长沙经济发展和城市魅力奠定了基础。（长沙晚报 评）

长沙轨道交通5号线载客初期运营后，聚线成网的蝶变效应，将全力带动长沙区域经济社会发展，“红黄蓝绿紫”五彩地铁将为现代化长沙带来更快节奏、更高效率，也将全面激活星城人民“半小时生活圈”，大力提升广大市民的幸福感获得感安全感，为长沙“中国最具幸福感”城市名片再添生动注解。“米”字型架构、“十”字线网格局已然形成，更将进一步释放长沙轨道交通“网络化运营”效能，进一步加密与高铁、普铁、城铁、磁浮、机场、公路的无缝连接，构建辐射全省的立体交通网络，助力长沙打造国家级交通枢纽城市。（长沙市轨道交通集团有限公司 评）