W 1024 r. przybyło do Francji poselstwo z Włoch w celu znalezienia kandydata na króla. Na miejscu dotarła do posłów informacja o śmierci cesarza Henryka. Posłowie zaproponowali żelazną koronę synowi króla Roberta, Hugonowi, ale Robert oferty nie przyjął. Posłowi zaproponowali wówczas tron Wilhelmowi Akwitańskiemu. Ten wyraził zgodę na objęcie tronu, ale niestabilna sytuacja polityczna w Italii skłoniła ostatecznie księcia do rezygnacji z korony włoskiej w imieniu swoim i swoich potomków.
Ostatnie lata jego rządów upłynęły w spokoju. Zmarł 31 stycznia 1030 r. w Maillezais i tam został pochowany. Jego następcą został jego najstarszy syn, Wilhelm VI Gruby.
Głównym źródłem do dziejów panowania Wilhelma V jest panegiryk Ademara de Chabannes.
Rodzina Wilhelm był trzykrotnie żonaty. Jego pierwszą żoną była Agnieszka z Gévaudan, córka Geralda, wicehrabiego Owernii, wdowa po Adalbercie I de La Marche. Wilhelm i Agnieszka mieli razem jednego syna: Wilhelm VI Gruby (1004 – 15 grudnia 1038), książę Akwitanii
Drugą żoną Wilhelma była Prisca (zm. 1018), córka Wilhelma II Sáncheza, księcia Gaskonii, i Urraki, córki Garcii I, króla Nawarry.