オリンパスはE-P5をPENシリーズの最上位機種とし、「持ち歩く上質感」を訴求した。発表会では、PENを「上質なデザインと先進機能を集約した、愛されるプレミアムブランド」にする方針を示した。街頭調査で一眼レフの90.2%が1年のほとんどを家で眠っているという結果を挙げ、毎日持ち歩けるサイズで一眼レフ並みの性能を持つミラーレスの価値を訴えた。コンセプトは「SHARE BEAUTIFULLY」である。^{4プレス デジカメ Watchオリンパス、PEN最新モデル「E-P5」「E-PL6」の発表会を開催}

同じ撮像素子と5軸手ぶれ補正を持つOM-D E-M5との関係について、オリンパスイメージングの小川治男社長は発表会で、PENとOM-Dのどちらを選ぶかはフォトライフスタイルごとに決めてほしいと話し、スペックが逆転することもありうるがスタイルを中心に考えると述べた。^{4プレス デジカメ Watchオリンパス、PEN最新モデル「E-P5」「E-PL6」の発表会を開催} 発売時の専門媒体も、国内外ともにE-M5と同等の画質を認めている。^{5レビュー ITmedia NEWSミラーレス一眼の“顔”とも呼べる魅力的カメラ――「OLYMPUS PEN E-P5」}

2016年1月に発表されたPEN-Fについて、マイナビニュースは、寸法と重量の印象がE-P5とほぼ変わらず、E-P5にあった内蔵フラッシュを省いてEVFを内蔵したと書いている。^{6レビュー マイナビニュースオリンパス「PEN-F」実写レビュー}

まず撮像系をOM-D E-M5に揃えた。有効画素数はE-P3の約1,230万から約1,605万に増えてE-M5と同じになり、最高感度はISO12800からISO25600に上がって、ISO LOW（100相当）も新設された。画像処理エンジンはTruePic VIで、オリンパスはこれらによって画質はE-M5と同等だと説明した。ボディ内5軸手ぶれ補正もE-M5と同じ機構で、新たに流し撮りの自動検知に対応した。^{2プレス デジカメ WatchPENシリーズフラッグシップ「OLYMPUS PEN E-P5」}

メカシャッターの最高速は、E-P3とE-M5の1/4,000秒から1/8,000秒に上がった。オリンパスは、電子シャッターを除けばミラーレスで世界初（2013年5月現在）だと発表した。狙いはISO LOWとの組み合わせにあり、明るい日中でも大口径レンズを開放で使い、ボケを生かせるとしている。^{3公式 オリンパス“持ち歩く上質感”を実感できるPENシリーズの最上級機 ミラーレス一眼カメラ「OLYMPUS PEN E-P5」を発売（ニュースリリース 2013年5月10日）}

操作系では、新しい「2×2ダイヤルコントロール」を初めて採用した。天面右側に前後二つのダイヤルを置き、背面の2ポジションのFnレバーを切り替えると、ダイヤルで操作する項目が露出補正と絞り／シャッター速度の組から、ISO感度とホワイトバランスの組に替わる。レバーの機能は四つのモードから選べる。^{7レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：OLYMPUS PEN E-P5 “メカらしさ”が心地よいボディ。新操作系にも注目}

外装はほとんどが金属製になり、天面のボタンやダイヤルはアルミの削り出しで、ボディ色ごとに表面処理を変えた。前面のロゴは「OLYMPUS」から「OLYMPUS PEN」に変わった。オリンパスは、フィルム一眼レフのPEN Fから革の質感と刻印ロゴを、E-P3から天面の形状を、E-P1から正面のシルエットを受け継いだデザインだと説明している。^{3公式 オリンパス“持ち歩く上質感”を実感できるPENシリーズの最上級機 ミラーレス一眼カメラ「OLYMPUS PEN E-P5」を発売（ニュースリリース 2013年5月10日）}

背面モニターは、固定式の3型有機ELから、上に80度、下に50度動く3型液晶（約104万ドット、タッチ対応）になった。外付けEVFは、VF-2（約144万ドット、倍率1.15倍）から、約236万ドット、倍率1.48倍でアイセンサーを内蔵したVF-4になり、単体価格は3万3,600円である。ボディは約122.3×68.9×37.2mm、約420g（バッテリー、記録メディア含む）で、E-P3より奥行きが約3mm、質量が約50g増えた。^{2プレス デジカメ WatchPENシリーズフラッグシップ「OLYMPUS PEN E-P5」}

このほか、PENシリーズで初めてWi-Fiを内蔵し、QRコードによるスマートフォンとの接続設定、リモートライブビュー撮影、シェア予約による画像転送に対応した。GPSは載せず、スマートフォンで取得したログを書き込む。AFでは、レリーズタイムラグを約0.044秒にする高速レリーズタイムラグモードと、拡大表示した枠の中心だけで合わせるスーパースポットAFを加えた。連写は最高約9コマ/秒（AF追従時約5コマ/秒）で、PENシリーズ初のフォトストーリー機能も載せた。^{7レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：OLYMPUS PEN E-P5 “メカらしさ”が心地よいボディ。新操作系にも注目}

同じ撮像素子と5軸手ぶれ補正を持つ社内のOM-D E-M5との違いとして、Cameralabsは、E-M5が備える全面的な防塵防滴をE-P5は持たないことを挙げた。^{8レビュー CameralabsOlympus PEN E-P5 review}

他社機とは、スマートフォンとの接続設定の方式が分かれた。パナソニックとソニーがNFCで接続設定を簡略化したのに対し、E-P5はQRコードを読み取る方式で、ITmedia NEWSはこれがiOSでも使える点を挙げた。^{5レビュー ITmedia NEWSミラーレス一眼の“顔”とも呼べる魅力的カメラ――「OLYMPUS PEN E-P5」}

発表会でオリンパスイメージングの杉田幸彦開発本部長は、E-P1以来、E-P3のFAST AFなどでミラーレスの弱点を克服してきたとし、E-P5はそこに上質さによる「喜び」を加えたと説明した。デザインの合言葉は「細部にこそ魂が宿る」で、底面以外にネジが見えない寄木細工のような作りをアピールした。開発者全員が月に約1,000枚の写真を撮りながら開発したともいう。^{4プレス デジカメ Watchオリンパス、PEN最新モデル「E-P5」「E-PL6」の発表会を開催}

オリンパスは、グリップの高さ、ダイヤルの位置、ストラップの取り付け部分まで、さまざまなパターンを検証して最適な位置を決めたと説明している。^{3公式 オリンパス“持ち歩く上質感”を実感できるPENシリーズの最上級機 ミラーレス一眼カメラ「OLYMPUS PEN E-P5」を発売（ニュースリリース 2013年5月10日）} 受注生産の「プレミアムウッドグリップモデル」も用意された。グリップはフジゲン製で、価格はベースモデルより6,000円程度高く、納期は2〜3週間である。E-P3の発売記念キャンペーンで提供したウッドグリップが好評だったことが、受注生産の理由とされた。^{4プレス デジカメ Watchオリンパス、PEN最新モデル「E-P5」「E-PL6」の発表会を開催}

発売後、2014年2月12日にファームウェアVer.1.3、5月15日にVer.1.4が公開された。Ver.1.4では低振動モードに0秒が加わり、スマートフォンアプリのリモコン機能がアートフィルターなどに対応した。^{9プレス デジカメ Watch「OLYMPUS PEN E-P5」のリモート撮影機能が強化（ファームウェアVer.1.4）} DPReviewは、E-P5には1/160秒前後などのシャッター速度で画像がぶれやすい不具合があったとし、Ver.1.4で加わった0秒の設定（0 Sec Anti-Shock）で効果的に解決できるが、毎回有効にしておく必要があると書いた。^{10レビュー DPReviewOlympus PEN E-P5 Review（Conclusion）}

発売時の専門媒体が国内外で共通して挙げた長所は、デザインと質感である。金属外装や削り出しのダイヤルを含め、作りの良さが評価された。^{7レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：OLYMPUS PEN E-P5 “メカらしさ”が心地よいボディ。新操作系にも注目}

前後ダイヤルとFnレバーによる操作系も、専門媒体はそろって使いやすいと評価した。ただし、レバーの位置を意識していないと誤って別の機能を変えてしまう点も、同じく共通して挙げている。VF-4の見やすさ、5軸手ぶれ補正とFAST AFも、専門媒体に共通する長所である。^{5レビュー ITmedia NEWSミラーレス一眼の“顔”とも呼べる魅力的カメラ――「OLYMPUS PEN E-P5」}

価格.comのユーザーレビューでは、ボディ（ホワイト）のページ（21件）と17mm F1.8レンズキットのページ（42件の集計）の両方で、デザインの項目が4.90と最も高く、満足度はそれぞれ4.83と4.76だった。手ぶれ補正や撮影モードを含む機能性も4.73と4.51で、カテゴリ平均の4.38を上回る。一方、ホールド感は4.13と4.25で、カテゴリ平均の4.40を下回った。^{11掲示板 価格.com価格.com - OLYMPUS PEN E-P5 17mm F1.8レンズキット レビュー評価・評判}