vivo X5隶属vivo极致Hi-Fi极致薄的X系列，算是vivo经典机型vivo X3的继承者。该机配备一块5.0英寸720P屏幕，搭载1.7GHz联发科八核处理器，2GB RAM内存和16GB存储空间。摄像头为1300万后置、500万前置，机身厚度仅为6.3毫米，重量142克，电池容量2250mAh，运行Android 4.4系统，支持4G LTE网络。
vivo X5主打K歌功能，在采用vivo Xshot同样的“输入-解码-输出”高级独立Hi-Fi方案——定制版CS4398音频解码芯片+德州仪器高级输入芯片TLV320ADC+AB类耳放MAX97220的基础上，全球首次在手机上内置了顶级YAMAHA数字环绕声信号处理芯片——YSS205X-CZE2，该芯片被业内誉为“卡拉OK界传奇芯片”，不但能真实还原高档KTV包房、甚至是录音棚的效果，还拥有无延迟耳返效果和数种声音优化算法。
