第5窟为“大像窟”，因而形制与云冈早期洞窟相同，平面为马蹄形，穹隆顶。北壁置隧道为诵经道。主要造像题材是“三世佛”，即过去、现在、未来佛，主尊释迦牟尼高达17米。该窟壁面东北隅因山体渗水严重而多有风化，南壁和西壁则保存较好，显现了北魏雕刻艺术之精妙，南壁窟门与明窗间列龛两排，上排为八个圆拱龛，下排为八个lu形帷幕龛，龛内均置坐佛，齐整有序，威严肃穆。在南壁上层东西两侧，各雕有高浮雕大象负驮须眉座五层瓦顶出檐佛塔，设计巧妙，雕刻精美，是云冈石窟佛塔雕刻的精品，也是中国传统建筑艺术与印度佛教艺术相结合的典范。第5窟有多达39个附洞，编号分别由5－1至5－39。洞窟多为晚期开凿，但造像艺术水平却不乏云冈石窟中的精品。现重点介绍两处：编号5－11，尖拱式外壁，窟楣中雕坐佛。窟内东西宽1.3米，南北进深0.9米，上下高2.1米，东西北壁各开大龛，北壁坐佛褒衣博带，衣摆皱褶繁缛而下垂至地面（这种造像风格在云冈以后开凿的石窟中常可见到），面容清秀，显得异常俊美。窟内雕刻还有两处值得一提。一是窟顶平格内雕刻了演奏埙、筚篥、排箫、横笛、毛员鼓、羯鼓的8个飞天乐伎。身材修长，飘带翻飞，是云冈乐伎雕刻的精品之一。二是南壁窟门两侧对称雕刻了“逾城出家”和“乘象投胎”的佛传故事画面。三是保存完好的地面团莲雕刻。由于该窟距地面较高（约为6米），很少有人践踏窟内地面。编号5－12的洞窟位于主洞明窗东侧第二层，严格地说，这更是一个雕凿在外壁的佛龛。此龛的佛像头高45厘米，肉髻高耸，长眉细目，鼻梁高直，两翼分明，嘴角两侧上翘，笑容微微显露，身体前倾，晗首视下，蕴藏了极大的智慧与宽容。此为云冈石窟的晚期造像，其雕刻成就异常突出，具有这些特质的作品显然是成熟透了，也极为复杂，要达到这种程度，绝非在一朝一夕发挥一个艺术家的才能所能完成的，它意味着前人的努力，是以更早期的艺术家那艰辛的尝试为前题的。第5窟清代木结构窟檐一层西侧存清代顺治八年（公元1651年）700余字的“重修云冈大石佛阁碑记”石碑，东侧存清代康熙三十七年（公元1698年）600余字的“重修云冈寺记”石碑。窟檐外东侧存清代咸丰十一年（公元1861年）1300余字的“重修大佛寺碑记”石碑，西侧存蒙文石碑一通。