Самолет стал следующим шагом развития конструкции Gotha G.IV. Боевой опыт показал, что близость топливных баков к двигателю чрезвычайно опасна. Топливные баки перенесли в фюзеляж. Недостаток качественных материалов привел к увеличению веса конструкции. Нижняя часть фюзеляжа сохранила пулеметный туннель для стрельбы назад и вниз. Для увеличения устойчивости самолета при маневрах на земле были укорочены стойки шасси, что вызвало необходимость приподнять мотогондолу над крылом. Пожалуй, это главное внешнее отличие серии V от предыдущих моделей. В октябре 1916 года было заказано 100 бомбардировщиков. В августе 1917 года завод покинули первые Gotha G.V. Самолет выпускался фабрикой Gothaer Waggonfabrik A.G. Всего было изготовлено 205 экземпляров серии V.

Самолет применялся для нанесения ударов по стратегическим целям противника и бомбардировки Лондона. К концу войны Gotha G.V использовался как ночной бомбардировщик.

При полной боевой загрузке самолет в полете был стабилен, однако при возращении на аэродром обладал минимальной устойчивостью и неприятной тяжестью хвостового оперения. Для борьбы с этим недостатком хвостовой стрелок садился рядом с пилотом, впоследствии концы крыльев просто сместили назад на 20 см. При посадке самолет проявлял тенденцию к развороту, которая сохранялась до самого касания земли. В феврале 1918 года устанавливают дополнительные опоры шасси, призванные сделать посадку безопаснее и избежать капотирования. Самолет принимал участие в боевых действиях на Западном фронте.