Ngay sau những ngày đầu thành lập, Sư đoàn 5 đã lần lượt giáp chiến với các đơn vị sừng sỏ, khét tiếng của Mỹ - ngụy trên chiến trường: Sư đoàn 1; Lữ đoàn dù 173; Trung đoàn Thiết giáp Độc Lập 11; Lữ đoàn Hoàng Gia - Úc; Sư đoàn Mãng Xà Vương - Thái Lan; Sư đoàn 18 ngụy. Với tinh thần chủ động tiến công, tinh thần quả cảm, quyết chiến, quyết thắng, Sư đoàn đã lập nên những chiến công vang dội: chiến thắng Võ Su, sân bay Vũng Tàu, ngã ba Ông Đồn, Long Tân - Núi Đất, Tầm Bó, Suối Râm, Kim Long, Trung tâm huấn luyện Vạn Kiếp… Đây là những chiến công oanh liệt đầu tiên, đặt nền móng vững chắc cho truyền thống quyết chiến, quyết thắng của Sư đoàn.
14 năm kháng chiến chống Mỹ cứu nước, bảo vệ Tổ quốc, trên suốt dải đất từ Bà Rịa đến biên giới Tây Nam, cán bộ, chiến sĩ của Sư đoàn luôn luôn gắn bó đồng cam, cộng khổ, sống chết có nhau, tất cả coi nơi đứng chân chiến đấu như quê hương của mình, coi nhân dân địa phương như gia đình mình và đều được nhân dân cưu mang, đùm bọc. Sư đoàn đã góp phần cùng LLVT Quân khu và Bộ Quốc phòng hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ bảo vệ Tổ quốc.
10 năm trên đất nước Chùa Tháp, với nghĩa tình quốc tế trong sáng, thủy chung, cán bộ, chiến sĩ Sư đoàn gắn bó với phum, sóc và trên địa bàn nhiều huyện biên giới 2 tỉnh Siem Reap và Battambang, cùng ăn, cùng ở, cùng lao động sản xuất với nhân dân Campuchia. Các đội công tác của Sư đoàn đi xuống từng phum tích cực vận động nhân dân sản xuất chống đói, giúp dân giải quyết các khâu như thủy lợi, giống, nông cụ, sức kéo…
Giúp bạn xây dựng chính quyền cách mạng, xây dựng các tổ chức chính trị, các đoàn thể xã hội, các tổ chức vũ trang từ bộ đội tập trung huyện đến du kích phum, sóc. Lực lượng cách mạng ở 5 huyện Battambang đã có bước phát triển quan trọng, quân và dân các huyện đã từng bước tự đảm đương nhiệm vụ bảo vệ địa phương. Trên địa bàn Sư đoàn được phân công đảm nhiệm, 100% số xã đã thành lập được chính quyền nhân dân, từng bước tự đảm đương được nhiệm vụ, giúp cách mạng Campuchia mạnh lên, giúp đất nước Chùa Tháp hồi sinh, thoát khỏi họa diệt chủng.
Hoàn thành thắng lợi nhiệm vụ quốc tế cao cả, tháng 9.1989 Sư đoàn trở về nước trong đội hình Quân khu 7, đóng quân trên địa bàn tỉnh Tây Ninh. Được chọn là đơn vị điểm của toàn quân trong xây dựng đơn vị vững mạnh toàn diện, làm nhiệm vụ huấn luyện, sẵn sàng chiến đấu, xây dựng nền nếp chính quy, bảo vệ Tổ quốc trên mảnh đất miền Đông Nam bộ. Sư đoàn thường xuyên chăm lo xây dựng, củng cố tổ chức Đảng trong sạch vững mạnh gắn với xây dựng cơ quan, đơn vị vững mạnh toàn diện; xây dựng đơn vị vững mạnh về chính trị; duy trì nghiêm các chế độ sẵn sàng chiến đấu, huấn luyện giỏi; xây dựng nền nếp chính quy và quản lý kỷ luật tốt; bảo đảm tốt công tác hậu cần, tài chính và kỹ thuật. Trong đó, nhiệm vụ chính trị trọng tâm là huấn luyện, sẵn sàng chiến đấu và chiến đấu thắng lợi trong mọi tình huống; không chỉ đánh thắng mọi kẻ thù xâm lược mà còn luyện tập tốt các phương án cứu hộ, cứu nạn để khắc phục thiên tai, hỏa hoạn, bảo vệ an toàn tính mạng, tài sản của Nhân dân, bảo vệ an toàn địa bàn, an toàn đơn vị.
Với những thành tích đặc biệt xuất sắc, 53 năm xây dựng, chiến đấu và trưởng thành, Sư đoàn 5 vinh dự được Đảng, Nhà nước 2 lần tuyên dương danh hiệu “Anh hùng LLVT nhân dân” và nhiều phần thưởng cao quý khác, được Nhà nước Campuchia tặng Huân chương Ăng co, nhiều tập thể, cá nhân trong Sư đoàn được tặng thưởng danh hiệu “Anh hùng LLVT nhân dân”. Được Quân ủy, Bộ Tư lệnh Miền tặng 17 chữ vàng truyền thống “Đoàn kết, trung dũng, cơ động linh hoạt, tự lực tự cường, đánh thắng mọi kẻ thù”.