1942年8月被选调山东分区党校学习，1943年9月在延安中央党校二部学习后留校组教科工作。
解放战争时期历任黑龙江龙军区警卫三团政委、三旅九团政委，1947年任东北民主联军独立九师组织科长，1948年任第四野战军155师463团政委。先后参加了三下江南、四保临江、辽沈战役、平津战役、解放安阳、豫西剿匪和解放四川等战斗。
新中国成立后。任155师政治部主任，1950年3月任中南军区铁道运输司令部政治部副主任，1955年3月任公安部队干部部任免处处长，7月任公安军干部部任免处处长，10月被国防部授予上校军衔并荣获三级独立自由勋章、二级解放勋章、1957年任总参警备部政治部组织部部长。1958年任总参警备部监察委员会委员，1960年受周恩来总理任命任公安部四局副局长兼政治部主任。1961年奉周恩来总理和国防部长林彪任命为中国人民武装警察部队政治部副主任。1962年晋升为大校军衔并兼任中国人民武装警察部队军事检察院检察长。1963年任中国人民公安部队政治部副主任。
1965年9月率队赴罗马尼亚参加第六届社会主义国家公安体育组织篮球赛，前卫队获冠军。随后赴民主德国、阿尔巴尼亚、罗马尼亚，前苏联、前南斯拉夫、前捷克斯洛伐克、波兰、保加利亚，匈牙利等国家进行友好访问。1966年周恩来总理任命马星五为北京市公安局军管会主任、副局长。6月在京举办第七届社会主义国家公安体育组织篮球赛;赛后陪同周恩来总理接见阿尔巴尼亚等国狄纳莫体育俱乐部代表团，7月中央军委任命马星五为第二炮兵政治部副主任。
1967年底受林彪、"四人帮"反革命集团的迫害，非法关押，体罚批斗。1969年10月任第七机械工业部第一研究院军管会主任，其间参与了我国发射第一颗人造地球卫星发射的领导组织工作。1971年任辽宁省军区副政委。1972年当选为中共辽宁省军区党委委员、党委常委。1973年担任辽宁省辽河防洪治理工程副总指挥。
1977年经叶剑英元帅批准，平反落实政策。复任第二炮兵政治部副主任。1980年7月任第二炮兵后勤部政委。中共第二炮兵后勤部党委第一书记。1983年3月离休，1988年被授予中央军委授予的独立功勋荣誉章。2005年荣获中共中央、国务院、中央军委授予的抗日战争胜利六十周年纪念章。
2006年6月9日病逝于解放军第301医院，享年88岁。
荣获三级独立自由、二级解放勋章。1988年荣获独立功勋荣誉章。
