1998年10月28日，第三次发射任务成功后，正式投入商用。至2002年，阿丽亚娜5型运载火箭完成了10次商业发射任务，其中9次成功。

2001年7月12日，第七枚商用阿丽亚娜5型运载火箭进行双星发射时，由于上面级发动机不稳定燃烧导致卫星进入了比预定轨道低很多的无用轨道。这是阿丽亚娜5型运载火箭正式投入使用以后第一次遇到故障，为此，欧洲空间局停止了2001年阿丽亚娜5型运载火箭的其他发射任务，并成立了专门的故障调查小组对故障原因进行调查，2002年3月再次恢复发射。

阿丽亚娜五号GS和ECA型，在2007年10月5日，在航班V26进行第一次展示，是于卫星部署成功后才开始测试引擎。测试重新点火能力也是任务的一部分，于2008年3月9日，以两度点火将自动运载飞船送至圆形暂泊轨道，接着太空船分离，由末端节第三次将之送入低地轨道。

截至2012年，欧洲阿丽亚娜航天公司旗下的阿丽亚娜5型火箭已在10年内连续成功实施53次发射，将多颗卫星和航天器送入太空。

3.1整体结构

3.2发动机

一子级采用一台液体氢氧火箭主发动机，由于火箭级数和主发动机数量减少，使运载火箭的分离控制得到简化，从而增加了运载火箭的系统可靠性；此外，由于采用无毒、无污染推进剂，也有利于环保。

3.3主引擎

引擎被称为EPC（EtagePrincipalCryotechnique，低温主引擎），燃料槽长30.5米，分为两槽，分别装载液态氧130吨及液态氢25吨，而Vulcain引擎的基本型能产生115吨推力（1.13百万牛顿），第一节空重约15吨。

3.4助推火箭

3.5整流罩和发射架

阿丽亚娜5型运载火箭是截至2002年世界上运载能力最大的商用运载火箭。当进行单星发射任务时，它可以把6500千克的有效载荷送入地球同步转移轨道，而进行双星发射任务时，可以把6000千克的有效载荷送入相同的轨道。由于世界上最大的商业通信卫星质量不超过在5.5吨，而大部分商业通信卫星的质量介于2.5~4吨之间，因而阿丽亚娜5型运载火箭不仅具有发射世界上最大的高轨道商业通信卫星的能力，还具有一箭发射两颗较大高轨道卫星的能力，这样可以大大降低用户的发射成本。

两枚人造卫星能用SYLDA（SYstemedeLancementDoubleAriane）货架以相互堆栈放置；三枚人造卫星则使用SPELTRA（StructurePorteuseExterneLancementTRipleAriane）；如超过八枚人造卫星，通常是实验卫星或微型卫星，可使用ASAP（ArianeStructureforAuxiliaryPayloads）平台。

原型

阿丽亚娜五号G+型

阿丽亚娜五号GS型

阿丽亚娜五号ECA型

能酬载10000公斤（多枚卫星）至地球同步转移轨道或10500公斤（一枚卫星），这个改良型使用新的巴尔干（Vulcain）2型引擎为第一节引擎，第二节则使用ESC-A（EtageSuperieurCryogenique-A），并使用HM-7B引擎，重2100公斤和14000公斤的低温推进剂。燃料则是液态氧及液态氢，酬载舱及末端节皆被整流罩包覆，达到足够高度就会分离。阿丽亚娜五号运载火箭的第二节曾被做为阿丽亚娜四号运载火箭的第三节，在ECA型中，燃料槽改良后将长度缩短。而巴尔干引擎经过修改后变得更为长，更有效率的喷嘴使得推进剂的使用效率提升许多。新的计算要求修改第一节燃料槽的长度。除此之外，固态辅助火箭EAP部件也改用较轻的焊接金属团，因此可以装入较多的推进剂。和阿丽亚娜五号G型运载火箭比较，ESC-A低温第二节的低地轨道酬载能力并无显著提升，也因如此，阿丽亚娜五号ECA型运载火箭将不用来发射自动运载飞船（ATV）。

阿丽亚娜五号ES型

主要功能是将自动运载飞船送至国际太空站。此外，阿丽亚娜五号ES型运载火箭也综合所有改装后的配备，从阿丽亚娜五号ECA型运载火箭得到第一节主引擎EPC（法语：EtagePrincipalCryogenique，低温引擎，英语：cryogenicmainstage）和辅助火箭EAP（法语：Etaged'AccelerationaPoudre，固态辅助火箭，英语：solidrocketbooster）；第二节则是从阿丽亚娜五号GS型运载火箭所得到：EPS（EtageaPropergolsStockable）。预估阿丽亚娜五号ES-ATV型运载火箭可将21000公斤的酬载物送至低地球轨道（LEO）。首次发射日期在2008年3月9日格林尼治标准时间04点03分。

阿丽亚娜五号ECB型运载火箭计划停滞

预算缩水。在2005年10月，欧洲空间局在柏林的会议中并未提及重新开始或取消阿丽亚娜五号ECB型运载火箭的计划，也就是说此项计划只是被搁置。达芬奇（Vinci）引擎原先计划用于ECB型的末端节，但研发进度迟缓。

因此，重新开始的阿丽亚娜五号ECB型运载火箭并不会在2008年欧洲空间局的会议完全加速研发。

固态辅助火箭（EAP）

石墨细丝环氧基（碳纤维），比不锈钢外壳材质还轻的多。新型的综合操纵喷嘴也因为特殊的热流绝缘体材料和较为细致的管线（增加燃料的扩散效率）都被研发出来而得以实现，随后即是将这种新的组合拿去做全面的测试。除此之外，新的喷嘴拥有电机械学的调动器取代了原本较重的水力学方法以向量控制推力。上述这些增进或替换成新的材料在不久的将来运用在阿丽亚娜系列运载火箭上。

原型

阿丽亚娜五号运载火箭（阿丽亚娜五号运载火箭航班501）首次测试发射在1996年6月4日，结果是失败的，整台火箭在发射后37秒自身毁灭，原因是控制火箭飞行的软件故障，这件事可以说是历史上损失最惨重的软件故障事件。一项资料对话显示64位元浮点跳到16位元整个资讯有误，造成处理器困顿（算子错误）。浮点数目对于16位元的算子来讲是超出很多的，所以无法运算。考虑到效能的设计而使软件处理器（Ada码）无法负荷，虽然其他转换器可以利用可变性密码来保护。

1997年10月30日，L502进行第二次测试飞行，结果部分失败，因巴尔干引擎的喷嘴导致翻转问题，亦使第一节主引擎提早结束推进，虽然末端节仍成功推进，但无法达到预定轨道。

1998年10月21日，阿丽亚娜五号运载火箭终于成功，并于1999年12月10日进行第一次商用飞行，酬载卫星为XMM-牛顿X-射线太空望远镜。

2001年7月12日，两枚酬载卫星进入了错误的轨道，只达到地球同步轨道高度的一半。欧洲空间局的亚特密斯（Artemis）通信卫星借由实验用离子推进系统才于2003年1月31日到达预定轨道。事故发生后，到了2002年3月1日才发射了Envisat环境卫星（8100公斤）到达800公里的轨道，此次为第十一次发射，也是在2008年3月9日自动运载飞船（9000公斤）发射前最重的酬载。

GS与ECA型

第一次发射在2002年12月11日，但因辅助火箭发生问题导致无法转向而失败，在发射三分钟后自行销毁，两枚酬载卫星Stentor及火鸟7（HotBird7）价值约6.3亿欧元，也消失在海中。 这次事故起因于冷却管破裂使引擎温度过高，此次事故后，阿丽亚娜太空公司的SA延后了罗塞塔（Rosettajo）卫星的发射日期从2003年1月延至2004年2月26日，但又因低温燃料槽的小问题延到2004年3月上旬。

在2003年9月27日最后一次阿丽亚娜五号G型运载火箭酬载三枚卫星（包括第一个欧洲月球探测器，SMART-1），属第162航班。在2004年7月18日，阿丽亚娜五号G+型运载火箭酬载当时最重的AnikF2卫星，重约6000公斤。

阿丽亚娜五号ECA型运载火箭直到2005年2月12日才发射成功，酬载卫星有XTAR-EUR军事通讯卫星，'SLOSHSAT'小型科学卫星及MaqSatB2模拟酬载，原先预定于2004年10月发射，因额外的测试及军方要求(在Helios2A观测卫星发射后)而延迟后预定发射时间。

2005年8月11日，阿丽亚娜五号GS型运载火箭酬载了当时最重的Thaicom-4/iPStar-1卫星送至轨道，卫星重约6505公斤。

2005年11月16日，第三次阿丽亚娜五号ECA型运载火箭第三次发射（第二次成功），酬载多卫星包括DirecTV的Spaceway-F2卫星及印度尼西亚PTTelekomunikasi公司的Telkom-2卫星，此次为最重的多卫星酬载，总重超过8000公斤。

2006年3月11日，阿丽亚娜五号ECA型运载火箭第四次发射，也是多卫星酬载，酬载卫星有Eutelsat公司的火鸟7A（HotBird7A）卫星（代替第一次ECA型失败的火鸟7卫星），及SPAINSAT卫星，为一西班牙政府提供HISDESAT公司的通信卫星。

2006年5月27日，阿丽亚娜五号ECA型运载火箭又创下新商业的酬载纪录，达8.2吨，含两枚卫星，包括Thaicom5卫星及Satmex6卫星。

2007年5月4日，阿丽亚娜五号运载火箭ECA型运载火箭再度创下新的商业酬载纪录，酬载的两枚卫星Astra1L卫星及Galaxy17通讯卫星总重8.6吨，再包括其他酬载，共重9.4吨。这个纪录在2007年11月11日又被打破，酬载卫星Skynet5B卫星及StarOneC1卫星共重9535公斤。

2008年3月9日，阿丽亚娜五号ES-ATV型运载火箭第一次发射自动运载飞船至国际太空站，名称为朱尔斯威恩（JulesVerne）。

2008年4月18日，阿丽亚娜五号ECA型运载火箭发射StarOneC-2卫星及越南第一枚卫星，Vinasat-1卫星。

2012年8月2日22时54分，阿丽亚娜5型火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，将英国阿万蒂通信公司的HYLAS－2通信卫星和美国国际通信卫星集团的INTELSAT－20通信卫星送入轨道。

2018年7月25日，“阿丽亚娜5”型运载火箭搭载四颗伽利略卫星从法属圭亚那库鲁发射升空并成功进入预定轨道。

当地时间2018年9月25日，法属圭亚那库鲁，第100次阿丽亚娜-5运载火箭（Ariane 5）在位于圭亚那的欧洲航天发射中心升空，本次发射携带2枚高轨通信卫星，整个发射过程持续42分钟。根据ESA推文显示，本次发射任务已经完成，Horizons-3e和Azerspace-2/Intelsat-38通信卫星已经进入预定轨道。

2019年8月7日3时30分，一枚阿丽亚娜5型火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，成功将国际通信卫星集团的Intelsat 39卫星和欧洲航天局与空中客车公司合作研制的EDRS-C卫星送入轨道。这是阿丽亚娜5型火箭于2019年第3次发射成功。

2021年12月22日，美国国家航空航天局（NASA）官网发布消息，由于法属圭亚那欧洲太空港的恶劣天气条件，原定于12月24日发射韦伯太空望远镜的VA256航班被推迟，新的发射日期为12月25日。该团队授权阿丽亚娜5号火箭携带韦伯太空望远镜，并开始执行发射任务，但因天气原因，执行中止。

当地时间2023年4月13日9时15分，欧洲空间局（ESA）原定于在位于法属圭亚那的欧洲太空港发射木星冰月探测器（JUICE）。不过，由于监测到发射期间有雷电天气，欧洲空间局宣布将发射时间推迟24小时，改于当地时间14日9时15分发射。

据英国广播公司（BBC）报道，气象站监测到位于法属圭亚那库鲁（Kourou）的欧洲太空港上空在火箭发射期间有雷电天气风险，因此欧空局宣布推迟发射24小时。

北京时间2023年4月14日，“木星冰卫星探测器（JUCIE）”搭载阿丽亚娜5型运载火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。

欧洲中部时间2023年7月6日零时（北京时间2023年7月6日6时），欧洲阿丽亚娜5型火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，在成功将一颗法国军用通信卫星和一颗德国实验通信卫星送入轨道后，完成其第117次也是最后一次飞行任务，结束了其长达27年的服役生涯。