Dopo l'A4 toccò all'A5. Continuava a essere un SoC a 32 bit prodotto da Samsung. La prima versione venne realizzata con processo a 45 nanometri e apparve sull'iPad 2. Secondo Apple, l'A5 aveva una CPU il doppio più veloce dell'A4 e una GPU nove volte migliore.
A bordo c'erano due core Cortex A9 personalizzati e una GPU dual-core PowerVR SGX543MP2. Il chip A5 manteneva, almeno sulle specifiche tecniche, la frequenza di 1 GHz. Il SoC si dimostrò poi in grado di gestire la frequenza in modo dinamico per contenere i consumi il più possibile. Apple mantenne 32 KB di cache L1 data e altrettanti per quella instruction, mentre aumentò la cache L1 a 1 MB.
Il chip diventò successivamente il cuore dell'iPhone 4S, ancora una volta impostato a una frequenza leggermente inferiore di 800 MHz. Sia sull'iPhone 4S che sull'iPad 2 il chip fu affiancato da 512 MB di memoria LPDDR2 dual-channel. Nel chip Apple incluse anche un ISP (image signal processor) destinato a svolgere operazioni di post processing avanzate sulle immagini come la rilevazione dei volti, il bilanciamento del bianco e la stabilizzazione automatica dell'immagine. C'era anche un'unità per la cancellazione del rumore per un audio in chiamata più cristallino.
L'Apple A5 approdò anche sulla Apple TV di terza generazione, l'iPod Touch di quinta generazione e l'iPad mini. Si trattava di una cosiddetta "revisione", ossia era lo stesso chip ma prodotto a 32 nanometri anziché a 45 nanometri. In questo modo fu possibile creare un chip più piccolo e quindi sfornare più chip per wafer e contenere i costi. Questo chip, inoltre, finì anche in una successiva revisione dell'iPad 2. La versione a bordo della Apple TV aveva un solo core attivo per la CPU. In tutti questi casi venne affiancato da 512 MB di memoria LPDDR2. In seguito arrivò un'ulteriore revisione con un solo core attivo per CPU e GPU, destinata sempre alla Apple TV.