Sultan Muhammad V được Hội nghị các Quân chủ bầu làm quốc vương vào ngày 14 tháng 10 năm 2016, trở thành Yang di-Pertuan Agong kế tiếp. Ông bắt đầu trị vì vào ngày 13 tháng 12 năm 2016, tiếp quản chức vụ của Sultan Abdul Halim từ bang Kedah.[11] Ở tuổi 47, Sultan Muhammad V là Yang di-Pertuan Agong trẻ thứ tư được bầu, sau Putra của Perlis, Tuanku Mizan Zainal Abidin của Terengganu và Tuanku Abdul Halim của Kedah.[12]

Ông là Yang di-Pertuan Agong đầu tiên cai trị mà không có vương hậu hay còn gọi là Raja Permaisuri Agong.

Em trai ông là Tengku Muhammad Faiz Petra, hiệu Tengku Mahkota, giữ vai trò là Nhiếp chính của Kelantan trong thời Sultan Muhammad V đảm nhiệm chức vụ Yang di-Pertuan Agong.

Với thân phận Yang di-Pertuan Agong, ông giữ trách nhiệm chính thức là Tổng tư lệnh các lực lượng vũ trang Malaysia.

Ông cũng giữ trách nhiệm chính thức là Thượng úy danh dự của Trung đoàn Pháo binh Hoàng gia, do đó tham dự toàn bộ các đợt hoạt động và nghi lễ của nó.