Также как и Л1 не был единственным вариантом облёта Луны, так и исследования на поверхности должны были осуществляться не только в рамках полётов по Л3. Предполагалось, что последующие миссии будут более сложными и продолжительными.

Проект Л5 состоял в запуске тяжёлого лунохода, который доставлялся на Луну в беспилотном режиме, после чего комплексом Л3 на спутник Земли доставлялся и экипаж из трёх космонавтов, которые переходили в луноход и совершали на нём экспедиции: вездеход мог перемещаться на расстояния до нескольких тысяч км со скоростью до 20 км/ч.

Сам этот аппарат запускался той же Н1, которая выводила на низкую околоземную орбиту 64 т груза, из которых на траекторию полёта к Луне выводилось 14 тонн. Посадка на неё должна была осуществляться без захода на промежуточную орбиту: на высоте 200-300 км включались главные тормозные двигатели, обеспечивая плавное снижение, которое после включения двигателей мягкой посадки заканчивалось касанием поверхности на вертикальной скорости не более 4 м/с. Сам луноход весил 5.5 т.