Действие автоматики пистолета «Walther» P 5 основано на использовании энергии отдачи подвижного ствола при его коротком ходе. Хотя этот пистолет и является новой разработкой, в нем использована система запирания от пистолета «Walther» P 1 с поворотным фиксатором затвора.
Пистолет не имеет флажкового предохранителя, но оснащен тремя внутренними предохраняющими устройствами.
Оружие снимается с предохранителя одновременно с выстрелом после нажатия стрелком на курок. При падении, разряжании или неполном взведении курка возможность случайного выстрела крайне мала, что делает этот пистолет одним из самых надежных в мире. Кроме того, на левой стороне пистолета находится рычаг безопасного спуска, с помощью которого затвор приводится в исходное положение после израсходования всех боеприпасов магазина. Еще одна функция этого рычага — постановка на предохранитель уже взведенного оружия.
Одной из весьма любопытных особенностей этой модели является необычный для стрелкового оружия левосторонний способ выброса пустых гильз.
Для стандартного пистолета выпускается сменный ствол, предназначенный для стрельбы в тренировочных целях пластмассовыми боеприпасами калибра 9 мм. Под рукояткой находится рычаг, который фиксирует магазин.

Тактико-технические характеристики пистолета «Walther» P 5
При стрельбе с тугим спуском сопротивление составляет 4,2 кгс, при плавном — 2 кгс, но может быть сокращено до 1,4 кгс.
Боепитание патронами 9×19 «Parabellum» производится из 8-зарядного магазина. Приспособление для контроля за наличием патронов отсутствует.