А340-500 был представлен миру как самый дальнобойный пассажирский самолёт. До представления Boeing 777—200 «Worldliner» в начале 2006 года он таковым и оставался. Свой первый полёт А340-500 совершил 11 февраля, сертифицирован 3 декабря 2002. Стартовый заказчик — Emirates Airlines. А340-500 способен нести на борту до 313 пассажиров на расстояние в 16 тысяч километров. К примеру, Singapore Airlines использовала эту модель на 18-часовых рейсах в Нью-Йорк. 15,345-километровый маршрут являлся самым протяжённым коммерческим рейсом в мире. А340-500 способен также выполнять беспосадочные перелёты между Лондоном и Пертом в Австралии.
В сравнении с А340-300 фюзеляж А340-500 удлинён на 3,3 метра, увеличена площадь крыла и горизонтального оперения, в полтора раза увеличен запас топлива, увеличена крейсерская скорость, уменьшена площадь киля. На А340-500 даже установлены видеокамеры, облегчающие работу пилота на рулении. На самолёте установлены двигатели Rolls-Royce Trent 553.
Модель A340-500HGW с увеличенной до 16,700 километров дальностью и максимальным взлётным весом 380 тонн планируется ввести в эксплуатацию в 2008 году.