Alunizó el 11 de septiembre de 1967 en el Mar de la Tranquilidad, el mismo mar donde alunizaría el Apolo 11.
Maqueta a escala real de una sonda Surveyor, usada en las pruebas de NASA en Tierra.
Surveyor 5 alunizó el 11 de septiembre de 1967 en el Mare Tranquillitatis, tras un descenso complicado por una fuga en su sistema de propulsión que obligó a improvisar la maniobra final. Fue la primera sonda en analizar químicamente el suelo lunar in situ, con un instrumento que bombardeaba la superficie con partículas alfa; los resultados confirmaron que el terreno era similar al basalto terrestre, un dato clave para preparar el punto de alunizaje del Apolo 11, que llegaría al mismo mar menos de dos años después.
Dos días después de alunizar, el control en Tierra encendió de nuevo sus motores vernier durante poco más de medio segundo mientras la sonda seguía posada en el suelo, con la nave inmóvil: un experimento pensado para observar cómo el chorro de los motores erosionaba y desplazaba el regolito bajo las patas, el primer ensayo de este tipo realizado en la superficie de otro cuerpo celeste.
La pata de aterrizaje de Surveyor 5 apoyada en el regolito lunar, fotografiada por la propia sonda (NASA/JPL, septiembre de 1967).