1964年公司的前身國營103安裝公司第五工程處成立之初即在甘肅參與我國第一套核裝置404廠建設，為我國原子彈、氫彈的研制、試驗成功作出了貢獻。
1969年公司貫徹執行黨中央國務院建設大三線的指示，奉命在四川崇山峻嶺中，架橋鋪路，安營扎寨，建設我國第二套核裝置821廠。
1974年公司被抽調至上海承擔上海石化總廠（現中石化集團上海石化股份公司）安裝任務以及部分檢修任務，為國民經濟建設和改革開放事業做出了重要貢獻。
1982年為適應上海石化總廠建設任務的需要，核工業部發文確定公司名稱對外使用掩護名稱“國營第五安裝工程公司”，對內使用真實名稱“核工業部第五安裝工程公司”。繼續深度參與上海石化建設。
1999年國防科技工業十大集團公司成立，公司隸屬于其中的中國核工業建設集團公司，中國核建集團組建方案文件中公司名稱為“中國核工業第五安裝工程公司”。當時公司即將完成巴基斯坦恰?，敽穗娬疽黄诘陌惭b工程。
至2006年公司先后完成了巴基斯坦恰?，敽穗娬炯扒厣蕉诤穗娬镜慕ㄔO任務，且正承擔著巴基斯坦恰?，敹?、秦山二期擴建工程的建設任務，時為我國僅有的兩家具備核電站核島安裝能力的公司之一。
2007年公司以AP1000核電工程施工總承包部模式全面負責國內（三門、海陽）AP1000核電項目的建造任務，這是中國核建集團針對AP1000項目建設采取的具有戰略意義的重大措施。
2009年公司更名為：“中國核工業第五建設有限公司”。公司接續承建福清1-4號核電機組、石島灣高溫氣冷堆電站,是國內唯一一家同時具有核電站核島、常規島建造業績的企業。
2011年公司安全高效完成神華集團投資的中國第一套工業化煤直接液化大型工程-神華寧煤煤制油項目、當時國內單體容量最大的上海洋山LNG低溫儲罐（16.5萬立方米），山東煙臺萬華搬遷一體化項目等具有重大影響力的安裝工程，業績全國建安行業領先，實現從品牌知名度到品牌美譽度的跨越。
2016年公司在“十三五發展規劃”中明確提出“成為國內知名工程領域綜合服務商”的企業發展定位，綜合布局工程建設、投建工程，建材設備、海外綜合四類業務。
2016年5月時任中國核建集團公司黨組書記、董事長王壽君與云南省委常委、昆明市委書記程連元共同為公司與云南省昆明空港經濟區管委會共同出資成立的“云南中核空港建設投資有限公司”揭牌，標志著公司第一家SPV公司正式成立。
至今公司在國內外市場擁有多個業務板塊，多家區域分公司及控股子公司，承建“華龍一號”全球首堆福清核電5、6號機組常規島安裝工程，“華龍一號”海外首堆巴基斯坦卡拉奇核電2、3號機組，國內單體最大的LNG儲罐工程申能集團上海LNG儲罐擴建工程，正朝著成為國內領先、國際知名的工程公司的目標闊步向前。
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