Gedung ini telah berdiri sejak tahun 1875 hingga yang semula HBS (Hoogere Burgerschool), pada tahun 1957 telah bertransformasi menjadi SMA Negeri 5 Surabaya.
SMA Negeri 5 Surabaya dibuka pada tanggal 1 Agustus 1957 sebagai pecahan dari SMA II/B berdasarkan Surat Keputusan Menteri PP. & K tanggal 18 Desember 1956 no. 6738/B III yang pada waktu itu masih bernama SMA V/B (Jurusan Pasti/Alam) dan ditempatkan pada gedung yang sama dengan SMA I/A dan SMA II/B. Kemudian pada tanggal 18 Oktober 1957 terbentuklah persatuan pelajar yang sekarang disebut Organisasi Siswa Intra Sekolah (OSIS) yang sekaligus menjadi hari kelahiran SMA Negeri 5 Surabaya.
Sejak tanggal 1 Agustus 1957 dibukalah SMA V/B pada yang dimulai 10 kelas yang terbagi atas 4 (empat) kelas I, 3 (tiga) kelas II dan 3 (tiga) kelas III dengan guru dan karyawan sejumlah 25 orang. Pada tahun 1963 merupakan awal dibukanya jurusan Ilmu Pasti/Alam dan Ilmu Sosial Budaya sekaligus perubahan nomenklatur atau nama dari SMA V/B menjadi SMA Negeri 5 Surabaya sampai dengan sekarang. Kemudian pada tahun 1974 SMA Negeri 5 Surabaya mendapatkan bantuan dari pemerintah berupa tambahan kelas sebanyak 4 lokal. Dalam rentang waktu mulai tahun 1978 sampai dengan tahun 1983, dibuka kelas pagi dan kelas siang karena jumlah siswa-siswinya semakin bertambah.
Pada periode 1983 – 1989 yaitu masa kepemimpinan Soehartojo sebagai Kepala SMA Negeri 5 Surabaya, bentuk fisik SMA Negeri 5 Surabaya banyak mengalami perubahan, termasuk sekolah yang semula beralamatkan di Jalan Wijaya Kusuma no. 48 Surabaya (sama dengan alamat SMA Negeri 1,2, dan 9 Surabaya) mempunyai gerbang utama tersendiri dan berubah alamat menjadi Jalan Kusumabangsa No. 21 Surabaya.
Pada tahun 1994, SMA Negeri 5 Surabaya semakin berkembang dan berhasil membangun 8 lokal baru, sehingga mulai saat itu kelas siang mulai dihapuskan. Selain itu perpustakaan dan masjid didirikan dengan bantuan dana dari pemerintah serta kerja sama dengan BP3 (sekarang Komite Sekolah), juga aula atas dengan bantuan Gubernur Jawa Timur.