Sư đoàn 5 Bộ binh được thành lập vào ngày 9 tháng 3 năm 1955 tại Sông Mao, quận Hải Ninh, Bình Thuận với danh xưng ban đầu là Sư đoàn 6 Bộ binh[3] do Đại tá Vòng A Sáng[4] làm Tư lệnh đầu tiên.

Sư đoàn 6 là biến thân của Sư đoàn 3 Sơn cước thuộc Quân đội Liên hiệp Pháp, đồn trú tại vùng biên giới Việt-Hoa, với nhiệm vụ bảo vệ khu vực mỏ than Móng Cái, Hòn Gai (thời kỳ này cũng do Đại tá Sáng chỉ huy).

Sau Hiệp định Genève ngày 20 tháng 7 năm 1954, Sư đoàn 3 Sơn cước di chuyển vào Nam và đồn trú tại Sông Mao, sau đó giải tán và dùng làm nòng cốt để thành lập Sư đoàn 6. Đến gần cuối năm 1955, trong vòng 3 tháng Sư đoàn thay đổi phiên hiệu 3 lần để phù hợp với tổ chức và trang bị. Ngày 1 tháng 8 đổi thành Sư đoàn 6 Dã chiến, ngày 1 tháng 9 lại đổi thành Sư đoàn Dã chiến số 41 và ngày 1 tháng 10 trở thành Sư đoàn 3 Dã chiến.[5]

Ngày 1 tháng 12 năm 1958, Sư đoàn Dã chiến số 3 được tăng cường thêm 2 Trung đoàn địa phương 130 và 162, đổi tên lần cuối cùng thành Sư đoàn 5 Bộ binh. Sau đó di chuyển về miền Đông Nam phần đảm trách vùng hoạt động mới gồm lãnh thổ các tỉnh Bình Dương, Bình Long và Phước Long. Ban đầu đặt bản doanh tại Phú Lợi, Thị xã Thủ Dầu Một, sau chuyển Bộ Tư lệnh lên Lai Khê (là căn cứ do Quân đội Mỹ để lại) thuộc quận Bến Cát cho đến tháng 4 năm 1975.[6]

Nhiệm vụ của Sư đoàn 5 không kém phần quan trọng so với các Sư đoàn bạn thuộc Quân đoàn III nói riêng và đối với Quân lực Việt Nam Cộng hòa nói chung. Sư đoàn có trọng trách bảo vệ và an ninh tuyệt đối vùng biên cương, vì địa bàn hoạt động của Sư đoàn (giáp ranh với nước bạn Campuchia) là cửa ngõ phía bắc của Thủ Đô Sài Gòn.

Năm 1972, Sư đoàn là đơn vị chủ lực của mặt trận Bình Long, đã kiên cường bảo vệ Thị xã An lộc trong suốt 3 tháng trời, đã anh dũng chiến đấu chống lại sự tấn công và lấn chiếm của Việc Cộng.[7] Đồng thời đã cùng các đơn vị bạn gồm Lực lượng Nhảy dù, Liên đoàn 81 Biệt cách dù, Biệt động quân các Trung đoàn của Sư đoàn 18 và 21 Bộ binh đẩy lùi địch quân về phía biên giới Việt-Miên. Trong lịch sử "chiến tranh bảo vệ tự do" của Việt Nam Cộng hòa gọi thời điểm này là Mùa hè đỏ lửa.