È diffuso in FM in alcune città italiane, sul DTT (Mux 2), sul satellite Eutelsat Hot Bird 13° est, in streaming sul sito della radio, sul [[Digital Audio Broadcasting|DAB]] e sul canale in [[lingua tedesca]] di [[Bolzano]] ([[Rai Südtirol]]) dalle ore 22:00 fino alle ore 06:29.
Rai Radio 5 Classica viene trasmessa anche su [[Rai Radio 3]] ogni notte dalle ore 02:00 (01:30 sabato e domenica) fino alle ore 06:00.
A Milano (102.2 MHz), Roma (100.3 MHz), Ancona (106.0 MHz), Napoli (103.9 MHz) e Torino (101.8 MHz), Rai Radio 5 Classica è disponibile anche 24 ore al giorno tramite FM. Queste emissioni possono essere soggette a numerosi problemi interferenziali: ciò è dovuto sia all'utilizzo di ripetitori circolari a bassa potenza (perché installati nella città), sia alla poca compressione dinamica dell'audio, al fine di mantenere la dinamica sonora e le caratteristiche intrinseche (come timbrica e colorazioni) del materiale sonoro il più possibile vicine a come il materiale sonoro stesso è concepito in originale; in questo canale, a differenza di [[Radio 3]] (che pure trasmette materiale sonoro similare), le caratteristiche originali del materiale sonoro, in gran parte musica [[Opera|lirica]] e [[orchestra]]le, tipicamente caratterizzato ad esempio da ampie variazioni tra da un minimo ("pianissimo") a un massimo ("fortissimo"), sono quindi maggiormente rispettate. Se talvolta si riscontrano difficoltà di ricezione in [[Modulazione di frequenza|FM]] del canale, dovute alle suddette caratteristiche intrinseche del materiale sonoro, alle tecniche di trasmissione e di trattamento del suono, che si scontrano con le alte potenze di trasmissione delle altre emittenti radiofoniche e con la ''[[loudness war]]'' operata dalle stesse (compresi i primi tre canali della stessa [[Radio Rai]]), esse possono essere limitate con l'uso di apparecchi riceventi di una certa qualità e di antenne di ricezione adeguatamente orientate.
La trasmissione di Rai Radio 5 Classica sul [[digitale terrestre]] avviene sul [[RAI Mux 2]]. Lo [[streaming]] su [[Internet]] raggiunge i 96 [[kilobit]] per secondo per il formato [[mp3]] e [[Windows Media Audio]].
Dal 14 al 21 settembre 2015 Rai Radio 5 Classica, assieme a [[Rai Radio 4 Light]], [[Rai Isoradio]] e [[Rai Gr Parlamento|Rai GrParlamento]] non fu disponibile sul [[digitale terrestre]] nel [[RAI Mux 2|Mux 2]]. Dopo le vivacissime proteste, dal 21 settembre 2015 Rai Radio 5 Classica è ritornata a essere trasmessa sul digitale terrestre insieme a [[Rai Isoradio]] e [[Rai Gr Parlamento|Rai GrParlamento]].
