本路線提供往來摩星嶺、堅尼地城、西營盤、中環、金鐘、灣仔軒尼詩道、銅鑼灣及東院道（香港大球場）的流水線巴士服務，於1968年5月9日起投入服務，當時由中巴營辦，往來堅尼地城至灣仔碼頭，1974年4月16日起延長至銅鑼灣（百德新街），來回程改經德輔道西，同年8月25日起，燃油價格上漲導致中巴整體經營成本急升，改為只於平日清晨至傍晚提供服務，假日停開。1978年12月16日起與56線【西環（山市街）←→摩星嶺】合併，總站延長至摩星嶺，及重新增設假日服務。中巴營運後期，由於摩星嶺的乘客甚少，因此於1986年12月15日起改為只在平日繁忙時間以摩星嶺為總站，其餘時間及假日所有班次縮短至堅尼地城，1987年起再次縮短服務時間至每日早上至黃昏提供服務。1991年延長至銅鑼灣（掃桿埔），並改為循環運作，是自中巴17線（中環至掃桿埔）於1985年10月7日停辦後，再次有專營巴士服務掃桿埔一帶。1993年9月1日由城巴接辦，並增派空調巴士行走，是城巴第一批由中巴手上取得的26條巴士線之一。

城巴接辦後首天，往銅鑼灣方向改經干諾道中東行，後於1994年12月5日起，往銅鑼灣方向恢復行經德輔道中，同時因應西區居民對晚間往來堅尼地城至軒尼詩道的需求，便延長服務時間至午夜。因西區並沒有任何通宵公共交通服務，於1996年10月7日起延長至凌晨0240尾車由銅鑼灣（興利中心，現址為希慎廣場）開出，一度成為目前全港服務時間最長的專營巴士路線（達20小時半，此紀錄已於2018年10月24日配合港珠澳大橋通車而投入服務的嶼巴B4及B6線，以全日24小時服務打破），也為香港境內所有日間常規路線之中（非通宵線）最遲開出尾班車的路線。而凌晨過後的班次將不繞經東院道及加路連山道，以減少噪音對東華東院的影響。而每逢香港大球場舉行大型活動的時段，由於該處有臨時交通措施，巴士會臨時改為以逆時針方向繞經加路連山道及東院道。配合城巴西區巴士線重組，由1999年8月22日起，本路線所有班次改以堅尼地城為總站，不再往摩星嶺，與5號線（已取消）提供5-10分鐘一班的聯合班次，互相提供頻密班次往來堅尼地城至灣仔及銅鑼灣，往來摩星嶺的服務由5A線（已取消）替代行走。

本路線勝在收費便宜，沿途流水乘客甚多，客量相當不俗。隨著港鐵西港島線（堅尼地城至上環站）於2014年12月28日落成通車，部份西區居民改乘港鐵往來中上環，本路線客量出現明顯流失，班次因而削減。由2016年5月15日起，本路線取消循環運作，改為兩邊總站，原有轉乘前一班車或原車繼續行程之安排取消，同時推出八達通免費轉乘本路線往堅尼地城方向的班次優惠，以方便前往加路連山道的乘客。

於《2020-2021年度巴士路線計劃》，運輸署因應大坑一帶地區人士的意見，建議5X線改經德輔道中、干諾道西及德輔道西前往堅尼地城，不再經林士街天橋。但建議出爐後，被灣仔及中西區多名區議員，以失去特快前往西區的服務而強烈反對，結果計劃遭到撤回。同年11月，運輸署建議增加巴士資源，試辦一班本路線特別班次，由銅鑼灣道開出，經摩頓台、高士威道返回怡和街原有路線前往堅尼地城，方便大坑居民前往中上環及西營盤，填補5號線因受港鐵西港島線通車而取消的空白。最終該特別班次於2020年12月21日起投入服務，試辦至2021年3月19日，其後獲延長至今。

於《2024-2025年度巴士路線計劃》，鑑於港鐵港島線延長至堅尼地城後，乘客通勤模式出現明顯改變，而本路線與1號線介乎堅尼地城至灣仔一段服務範圍大致重疊，但兩線在該路段的客量偏低。故此，在此計劃內，城巴建議將1號線縮短路線，改為往返跑馬地（上）至中環（港澳碼頭），而本路線則延長至摩星嶺（深宵時段班次除外），替代1號線於西營盤至摩星嶺一段的服務，並提供1號線免費轉乘本路線及10線的轉乘優惠。重組建議經中西區及灣仔區議會交通及運輸委員會討論後得以落實，於2024年10月6日起實施，是自1999年8月22日本路線因港島西區路線重組撤出摩星嶺一帶後，再次踏足堅尼地城至摩星嶺道一段的域多利道。

為進一步改善空氣質素，新創建於2013年獲政府資助購買3輛配置歐盟六型引擎混合電能及柴油版的Enviro500 MMC 12米，其中城巴獲編配2輛，首輛巴士8401／TA5575於2014年9月25日運抵本港，同年11月22日起首航本路線及作行車測試，是全香港第四條、亦是城巴首條採用歐盟六型引擎混合電能及柴油雙層空調巴士行走的路線。隨後又安排一輛Enviro500 MMC（8461）固定行走本路線，用作測試及比較兩者性能，以便向政府提交試驗報告。有關測試已於2017年5月結束，原行走969線的8400／TB2893亦調往本路線服役，以及1、5X及10線行走。

2021年6月，城巴招標訂購50輛12米三軸雙層巴士，初時設選擇訂購電動巴士選項，翌月改為全數訂購純電動雙層巴士。同年10月10日，「新巴城巴 NWFB and Citybus Facebook專頁」發佈帖子並公佈本港首輛純電動雙層巴士的輪廓，表示將會推出「nextgenEbus」，兩天後（10月12日），一輛12米威馳騰WSD6121BR1EV純電動雙層巴士由中國福建威馳騰漳州廠房運抵本港城巴柴灣車廠。該車充電後續航距離為200至230公里，車身經過重新設計，以城巴車隊的經典黃色，再加上象徵電能及零排放的鮮藍色作為主要色調，以突顯其作為新一代的電能巴士的地位。尾牌改用Hanover「加長版」二極管（LED）橙色電子牌，可以同時在車頭、車尾及上車門旁顯示路線編號及目的地。該車於2022年2月9日出牌，編號為8910／HR3878（該車車牌號碼曾由城巴965及2314使用），成為香港首輛出牌的電動雙層巴士。15天後（2月24日），俄羅斯發動入侵烏克蘭的軍事行動，遭到全球大部份國家強烈譴責及實施制裁，該車由於出牌時保留黃、藍兩色車身色彩（即烏克蘭國旗顏色），有網民將該車命名為「烏克蘭號」，以表示對烏克蘭的聲援及支持。同年4月28日，該車車身改為披上以深藍色及鮮藍色為主的廣告（只剩底部裙邊仍保留黃色），象徵電池及零排放。城巴於同年6月10日宣佈，該輛電動巴士於6月19日首航本路線，成為首條引入電動雙層巴士常規行走的專營巴士路線，試驗期至7月2日，然後調往啟德路線20、20A及22M線上進行運作試驗。

踏入廿一世紀本路線逐步與多條城巴路線提供轉乘優惠，使乘客能更方便地往來港島中西區、銅鑼灣及荃灣、屯門、天水圍、東涌、機場、域多利道及華富。2006年8月22日起，配合城巴機場通宵路線N11改經紅磡海底隧道，本路線提供該線之八達通轉乘優惠，成為首條也是唯一一條提供與通宵巴士路線的八達通轉乘優惠的日間專營巴士路線。

值得一提，5B這個編號，已是第二次使用，第一代5B於1952年4月16日開辦，往來大坑至石塘咀，1956年3月1日起縮短至統一碼頭，1957年10月16日起延長至北角，1960年1月2日起停止服務，現在再重用。

摩星嶺開，經：
域多利道，加多近街，吉席街，堅彌地城海傍，德輔道西，干諾道西，干諾道中，急庇利街，德輔道中，遮打道，美利道，金鐘道，軒尼詩道，怡和街，銅鑼灣道及東院道。

逢星期日及公眾假期，不經遮打道及美利道。

堅尼地城開（深宵班次），經：
西寧街，域多利道，加多近街，吉席街，堅彌地城海傍，德輔道西，干諾道西，干諾道中，急庇利街，德輔道中，遮打道，美利道，金鐘道，軒尼詩道及怡和街。

銅鑼灣(香港大球場)開，經：
東院道，加路連山道，禮頓道，邊寧頓街，怡和街，軒尼詩道，金鐘道，德輔道中，摩利臣街，干諾道西，德輔道西，堅彌地城海傍，山市街，卑路乍街，域多利道及西寧街。

銅鑼灣(怡和街)開（深宵班次），經：
怡和街，軒尼詩道，金鐘道，德輔道中，摩利臣街，干諾道西，德輔道西，堅彌地城海傍，山市街，卑路乍街，域多利道及西寧街。

香港大球場
由5B轉乘

近杜老誌道

香港大球場
轉乘5B往堅尼地城

近杜老誌道