1964年公司的前身国营103安装公司第五工程处成立之初即在甘肃参与我国第一套核装置404厂建设，为我国原子弹、氢弹的研制、试验成功作出了贡献。

1969年公司贯彻执行党中央国务院建设大三线的指示，奉命在四川崇山峻岭中，架桥铺路，安营扎寨，建设我国第二套核装置821厂。

1974年公司被抽调至上海承担上海石化总厂（现中石化集团上海石化股份公司）安装任务以及部分检修任务，为国民经济建设和改革开放事业做出了重要贡献。

1982年为适应上海石化总厂建设任务的需要，核工业部发文确定公司名称对外使用掩护名称“国营第五安装工程公司”，对内使用真实名称“核工业部第五安装工程公司”。继续深度参与上海石化建设。

1999年国防科技工业十大集团公司成立，公司隶属于其中的中国核工业建设集团公司，中国核建集团组建方案文件中公司名称为“中国核工业第五安装工程公司”。当时公司即将完成巴基斯坦恰希玛核电站一期的安装工程。

至2006年公司先后完成了巴基斯坦恰希玛核电站及秦山二期核电站的建设任务，且正承担着巴基斯坦恰希玛二期、秦山二期扩建工程的建设任务，时为我国仅有的两家具备核电站核岛安装能力的公司之一。

2007年公司以AP1000核电工程施工总承包部模式全面负责国内（三门、海阳）AP1000核电项目的建造任务，这是中国核建集团针对AP1000项目建设采取的具有战略意义的重大措施。

2009年公司更名为：“中国核工业第五建设有限公司”。公司接续承建福清1-4号核电机组、石岛湾高温气冷堆电站,是国内唯一一家同时具有核电站核岛、常规岛建造业绩的企业。

2011年公司安全高效完成神华集团投资的中国第一套工业化煤直接液化大型工程-神华宁煤煤制油项目、当时国内单体容量最大的上海洋山LNG低温储罐（16.5万立方米），山东烟台万华搬迁一体化项目等具有重大影响力的安装工程，业绩全国建安行业领先，实现从品牌知名度到品牌美誉度的跨越。

2016年公司在“十三五发展规划”中明确提出“成为国内知名工程领域综合服务商”的企业发展定位，综合布局工程建设、投建工程，建材设备、海外综合四类业务。

2016年5月时任中国核建集团公司党组书记、董事长王寿君与云南省委常委、昆明市委书记程连元共同为公司与云南省昆明空港经济区管委会共同出资成立的“云南中核空港建设投资有限公司”揭牌，标志着公司第一家SPV公司正式成立。

至今公司在国内外市场拥有多个业务板块，多家区域分公司及控股子公司，承建“华龙一号”全球首堆福清核电5、6号机组常规岛安装工程，“华龙一号”海外首堆巴基斯坦卡拉奇核电2、3号机组，国内单体最大的LNG储罐工程申能集团上海LNG储罐扩建工程，正朝着成为国内领先、国际知名的工程公司的目标阔步向前。