Посёлок Пятый километр расположен юго-западе Добрянского городского округа, на берегу Чусовского залива Камского водохранилища. Через посёлок проходит участок Пермь — Углеуральская Свердловской железной дороги, на котором здесь расположен остановочный пункт Посёлок Пятый километр (до января 2022 года — 5 км)[2].
Сразу к югу от посёлка находится железнодорожный мост через Чусовую. На противоположном берегу Чусовского залива расположен город Пермь.