Thu được kinh nghiệm từ tàu Venera 4, Liên Xô đã phóng hai tàu giống nhau Venera 5 và Venera 6 cách nhau năm ngày trong tháng 1 năm 1969; chúng đi vào khí quyển Kim Tinh các ngày 16 và 17 tháng 5 trong cùng năm. Lớp bảo vệ tàu và thiết bị khoa học đã được gia cường để tăng khả năng chịu áp suất lên tới 25 bar và hai tàu được trang bị dù nhỏ hơn cho phép chúng rơi nhanh hơn. Do ngày nay chúng ta ước tính khí quyển Sao Kim có áp suất bề mặt từ 75 đến 100 bar, cho nên hai tàu đã không còn hoạt động khi tiếp đất. Sau khi gửi về 50 phút dữ liệu khí quyển, cả hai đã bị bẹp nát ở độ cao xấp xỉ 20 km trước khi kịp chạm đất ở phía mặt tối của Sao Kim.