Первый полет самолета GR.5 состоялся 30 апреля 1985 года, на вооружение он был передан в июле 1987 года. По сравнению с AV-8B, в конструкцию Harrier GR.5 внесли некоторые изменения. Так как он должен был действовать по наземным целям на европейском театре военных действий, насыщенном средствами ПВО, то ему пришлось бы летать преимущественно на малых высотах. В связи с этим провели ряд мероприятий по повышению стойкости конструкции планера к ударам птиц.

Подверглось изменению и артиллерийское вооружение. Вместо одной 25-мм американской пушки GAU-12 под фюзеляжем в двух контейнерах разместили две 25-мм пушки Aden с боезапасом по 200 снарядов. Были доработаны и подкрыльевые обтекатели стоек шасси, что позволило установить дополнительные пилоны для ракет "воздух — воздух" AIM-9L Sidewinder. Пилоны вынесли вперед, чтобы ракеты не мешали размещению бомб и подвесных топливных баков на других пилонах.

Из заказанных двух опытных и 60 серийных самолетов 40 были построены по стандарту GR.Mk5; последующие 22 самолета — по временному (промежуточному) стандарту GR.Mk 5А с инфракрасной станцией FLIR.

Командование ВВС Великобритании планирует к 1990 году перевооружить на самолеты Harrier GR.5 три боевые и одну учебно-боевую эскадрилью. По мнению английских военных специалистов, новые истребители вертикального или короткого взлета и посадки, оснащенные современным вооружением, являются весьма эффективным средством оказания непосредственной авиационной поддержки сухопутным войскам.

К началу 1983 года была разработана двухместная учебно-тренировочная модификация AV-8B, получившая наименование TAV-8B. Этот самолет имел удлиненный фюзеляж для размещения второго пилотского кресла и увеличенные размеры хвостового оперения. Первый полет самолета TAV-8B состоялся 21 октября 1986 года, а поставки корпусу морской пехоты США (23 самолета) начались в марте 1987 года.

В марте 1983 года ВМС Испании в дополнение к своим двухместным самолетам AV-8S Matador, уже стоявшим на вооружении 8-й эскадрильи на авианосце Principe de Asturias, заказали 12 учебно-тренировочных машин, которые получили наименование EAV-8B.

Когда в сентябре 1991 года самолеты TAV-8B были получены, итальянские ВМС объявили о своем намерении увеличить парк одноместных Harrier до 24 машин. ВВС Великобритании в августе 1992 года также заказали 13 двухместных учебно-тренировочных TAV-8B, совместимых со своим парком ночных штурмовиков Harrier GR.Mk 5А/7. Эти самолеты получили позднее обозначение Harrier T.Mk 10.

Конструктивно Harrier GR.5 представляет собой свободнонесущий моноплан с высокорасположенным стреловидным крылом, однокилевым хвостовым оперением и шасси велосипедной схемы. Его особенностью считается широкое применение в конструкции композиционных материалов, доля которых составляет 26,3 проц. Крыло неразборное. По сравнению с крылом самолета Harrier GR.3 имеет более толстый суперкритический профиль с относительной толщиной у корня 11,5 проц. и на конце 7,5 проц. Размах и площадь крыла также увеличены на 20 проц. и на 14,5 проц. соответственно. Стреловидность крыла по передней кромке уменьшена на 10 проц. Крыло изготовлено в основном из композиционных материалов, в частности, такие его элементы, как основной многолонжеронный кессон, нервюры, обшивка, закрылки, элероны, обтекатели подкрыльевых стоек. Передние и задние кромки крыла и законцовки выполнены из алюминиевого сплава.  По мнению английских специалистов, увеличение площади крыла и закрылков, а также применение зависающих элеронов, отклоняющихся на определенный угол в зависимости от положения реактивных сопел двигателя, значительно улучшили характеристики самолета при его использовании с коротким взлетом.

Вместе с тем новшества, внесенные в конструкцию крыла, привели к росту лобового сопротивления, что явилось основной причиной уменьшения максимальной скорости полета почти на 80 км/ч по сравнению с Harrier GR.3. Полагают, что это уменьшение скорости можно сократить  за счет незначительных из-именений в сопряжении крыла и фюзеляжа, в также в конструкции воздухозаборников двигателя. Фюзеляж несколько длиннее фюзеляжа самолета Harrier GR.З. Его носовая часть изготовляется в основном из композиционного графито-эпоксидного материала, центральная и хвостовая — из алюминиевого сплава. Два подфюзеляжных теплозащитных экрана и небольшая панель перед лобовым стеклом выполнены из титана. Внизу центральной части фюзеляжа между носовой и основной стойками шасси может устанавливаться своего рода "коробка", состоящая из двух жестко закрепленных продольных гребней и убирающегося поперечного щитка. Гребни крепятся к гондолам пушечных установок, поперечный щиток размещается за носовой стойкой шасси. Во время вертикального взлета и посадки "коробка" захватывает часть отраженных от земли выхлопных газов, в результате чего образуется воздушная подушке, способствующая приросту подъемной силы примерно на 500 кг.

Одноместная, с кондиционированием воздуха кабина новой конструкции полностью изготовлена из композиционных материалов. Сиденье летчика расположено на 30,5 см выше, чем на Harrier GR.З.

За счет этого, а также вследствие применения нового фонаря достигается хороший круговой обзор. Силовая установка состоит из одного двухконтурного турбореактивного двигателя "Пегас" Мк.105 фирмы "Роллс-Ройс" с изменяемым направлением вектора тяги (максимальная статическая тяга 9870 кгс). Предусмотрен кратковременный (на 4 с) перевод двигателя на повышенный температурный режим работы при вертикальной посадке. Сжатый воздух от высоконапорного компрессора используется для питания системы управления полетом, бортовой кислородной системы и для герметизации кабины.

Топливная система в основном аналогична топливной системе истребителя Harrier GR.3, однако за счет увеличения объема крыльевых топливных баков общая емкость внутренних топливных баков нового самолета достигает 4200 л, что на 45 проц. больше, чем у Harrier GR.3. Кроме того, на Harrier GR.5 могут подвешиваться четыре подвесных топливных бака емкостью по 1135 л. Предусмотрена дозаправка самолета топливом в воздухе.

Радиоэлектронное оборудование включает KB и УКВ помехозащищенные радиостанции, аппаратуру радиолокационного опознавания IFF 4760 фирмы "Коссор", приемник системы посадки, аппаратуру ближней навигации ТАКАН, цифровой вычислитель аэродинамических параметров, инерциально-навигационную систему FIN 1075 фирмы "Ферранти", электронно-оптический индикатор с отображением данных на фоне лобового стекла, систему управления оружием фирмы "Хыоз эркрафт", обеспечивающую применение различного управляемого оружия, в том числе с телевизионными и  лазерными системами наведения. Самолет оснащен также комплексной электронной системой радиоразведки и радиопротиводействия, включающей обнаружительный приемник AN/ALR-67(V)2, станцию постановки активных помех, устройство выброса противорадиолокационных отражателей и ИК ловушек AN/ALE-40. Внизу носовой части фюзеляжа предусмотрено место для установки разведывательной инфракрасной станции переднего обзора.

Истребитель Harrier GR.5 оснащен двумя подфюзеляжными пушечными установками с 25-мм пушками "Аден" (боекомплект по 200 патронов). Для размещения другого оружия имеется девять узлов подвески: четыре под каждой консолью крыла и один под фюзеляжем между пушечными установками. На двух подкрыльевых узлах, расположенных впереди подкрыльевых стоек шасси, устанавливаются пусковые установки для УР AIM-9L "Сайдвиндер" класса "воздух—воздух" малой дальности стрельбы. На остальных узлах могут подвешиваться бомбы различного назначения, пусковые установки неуправляемых авиационных ракет и топливные баки.