Ford Mustang пятого поколения американцы впервые увидели на Североамериканском международном автосалоне 2003 г., где были представлены два концепта - купе и кабриолет. Как и другие автомобили Ford начала 2000-х гг., они имели "ретро-футуристический" дизайн (автор - Сид Рамнарэйс), сочетавший в себе узнаваемые элементы классических Фордов и современные стилистические идеи. Концепты были двухместными и отличались агрессивным оформлением передней части, вентиляционными отверстиями в капоте, воздухозаборниками в задних крыльях и стойках, стеклянной крышей (у купе) и продолговатыми задними фонарями. Серийная версия всего этого лишилась, но получила выступающую прямоугольную решётку радиатора, утопленные круглые фары под прозрачными панелями, тройные задние фонари и треугольные окна в задних стойках. Тем не менее, сходство с оригинальным Ford Mustang 1964 г. было очевидным. Оба концепт-кара 2003 г. оснащались 4.6-литровым компрессорным мотором V8 мощностью 400 л.с. 

Ford Motor Company начала выпуск пятого поколения Мустанга в 2005 г. на заводе в Флэт-Рок (Мичиган). Автомобиль был построен на заднеприводной платформе D2C с несущим кузовом и колёсной базой 107.1" (2720 мм). В его конструкции использовались независимая передняя подвеска на стойках Макферсона с L-образными рычагами и жёсткий задний мост на пружинах с тягой Панара, центральным торсионом и качающимися рычагами сзади. Многие журналисты критиковали идею зависимой задней подвески, но компания не захотела от неё отказываться, поскольку такое устройство позволило снизить цену машины на $5000.

Под капотом базового Ford Mustang оказался немецкий двигатель SOHC V6 с чугунным блоком объёмом 4009 см3 и мощностью 210 л.с.; Mustang GT получил 4.6-литровый алюминиевый мотор Modular V8 с тремя клапанами на цилиндр и изменяемыми фазами газораспределения, который развивал 300 л.с. В пакет GT также входили самоблокирующийся дифференциал с соотношением 3.55:1 (3.31 для АКПП), усиленная подвеска, увеличенные дисковые тормоза с 2-поршневыми алюминиевыми суппортами, четырёх-канальная ABS, трэкшн-контроль, двойная выхлопная система, задний спойлер и 17-дюймовые алюминиевые диски. Почти всё это можно было установить на Mustang V6 в пакете Pony. На выбор предлагались 6-ступенчатая механическая коробка передач Tremec TR-3650 или 5-ступенчатая автоматическая.

Салон Мустанга 2005 г. был выполнен в традиционной конфигурации 2+2. Его оформление осталось почти таким же, как у концепта: алюминиевая панель приборов с двумя круглыми датчиками, широкая консоль и трёхспицевый руль. Покупатель мог выбрать одну из 125-ти цветовых комбинаций отделки интерьера. Список стандартного оборудования включал электрические стеклоподъемники, электропривод зеркал, центральный замок с дистанционным управлением, передние подушки безопасности, кондиционер, стереосистему AM/FM с проигрывателем компакт-дисков и 16-дюймовые легкосплавные диски. За доплату были доступны аудиосистемы Shaker 500 или Shaker 1000, кожаный салон, электрически регулируемые сиденья, климат-контроль, ABS, трэкшн-контроль, GPS-навигация, подогрев сидений и стеклянная крыша (с 2009).

Ford Mustang V выпускался в вариантах купе и кабриолет с 2005 по 2009 гг., после чего был модернизирован. Базовая версия стоила всего $19250 и была самым дешёвым американским заднеприводным автомобилем. На основе Мустанга создавались специальные серии GT California Special (2007-2009), Bullitt (2008-2009), 45th Anniversary Edition (2009) и Iacocca Silver 45th Anniversary Edition (2009). 

Рестайлинг 2010 г. не стал началом для нового поколения Ford Mustang, но сделал модель более современной и динамичной. В результате модернизации была существенно улучшена аэродинамика кузова, а также пересмотрены фары, решётка радиатора и форма капота. Платформа d2c осталась без изменений, за исключением усовершенствованной подвески. Мощность 4.6-литрового мотора Mustang GT увеличилась до 315 л.с. В стандартное оборудование вошли трэкшн-контроль AdvanceTrac, система контроля стабильности и 17-дюймовые легкосплавные диски, в дополнительное - двухзонный климат-контроль, мультимедийная система Ford Sync, камеры заднего вида и обновлённая навигация.

В 2011 г. Ford Mustang получил новые двигатели: 3.7-литровый Duratec V6 DOHC мощностью 305 л.с. для базовой версии и 5-литровый алюминиевый 32-клапанный Coyote V8 мощностью 412 л.с. для Mustang GT. Это были силовые агрегаты нового поколения, соответствовавшие экологическим стандартам: расход топлива в городском цикле составлял 12 л/100 км для V6 и 14 л/100 км для V8. Компания заменила и трансмиссии: теперь Mustang оснащался 6-ступенчатой механической коробкой передач Getrag MT82 или 6-ступенчатой автоматической 6R60 (с 2013 г. доступной с функцией SelectShift и ручным режимом). В пакет GT вошли 19-дюймовые колёса и 14-дюймовые дисковые тормоза Brembo. Последние внешние изменения проводились в 2012 г., когда были введены стандартные HID-фары, увеличенная решётка радиатора и дополнительные воздухозаборники в переднем бампере.

Как и Ford Mustang Boss 302 1969 г., современный автомобиль с тем же названием был создан для гонок. После успешных выступлений в NASCAR, SCCA World Challenge, IMSA Continental Tire Sports Car Challenge, чемпионатах FIA GT3 и GT4 компания подготовила специальный гоночный Mustang Boss 302R для омологации в соревнованиях Parnelli Jones Trans Am, Grand Am и SCCA. Его серийная версия поступила в продажу в 2011 г. и представляла собой модифицированный Mustang GT с 5-литровым атмосферным двигателем V8 DOHC мощностью 444 л.с., 6-ступенчатой механической коробкой передач МТ-82, дифференциалом повышенного трения с отношением 3.73:1, улучшенной выхлопной системой, более жёсткой подвеской с пониженным дорожным просветом, сплиттером, диффузором, гоночной окраской и 19-дюймовыми колёсами с шинами Pirelli P-Zero. За доплату предлагалась ограниченная серия (1500 экземпляров) Boss 302 Laguna Seca, оснащённая дифференциалом Torsen, сиденьями Recaro, усиленной конструкцией подвески и гоночными шинами.

В 2010 г. Ford Motor Company заявила о создании серийного автомобиля с наименьшим временем разгона в мире, превосходящего Buggati Veyron и Ariel Atom V8. Речь шла о модификации Mustang Cobra Jet, предназначенной для дрэг-рейсинга. Эта машина обладала феноменальной динамикой: она разгонялась с 0 до 60 км/ч за 1.52 с, с 0 до 100 км/ч за 3.26 с и проходила четверть мили за 7.8 с. В 2012-2013 гг. было построено 50 единиц Ford Mustang CJ с атмосферным (430 л.с.) или компрессорным (800 л.с.) двигателями по цене $85490 и $92990 соответственно. На некоторые из них ставилась специальная автоматическая трансмиссия, основанная на 3-ступенчатой коробке передач C4. Ни один Cobra Jet не разрешён для использования на обычных дорогах.