1896年4月、水野甚次郎が広島県呉市に水野組として発足したのが当社の起源である。
その後、全国各地において主として土木工事を施工してきたが、1929年4月に合名会社水野組に改組し、1945年3月に本店を広島市に移転、さらに1954年4月株式会社水野組と改めた。1963年6月に株式の額面500円を50円に変更するため、1950年4月に設立された株式会社水野組(本店・呉市)に吸収合併されたことから、当社の設立は1950年4月となっている。その後1967年2月に社名を五洋建設株式会社(英文社名=PENTA-OCEAN CONSTRUCTION CO.,LTD.)と商号変更し現在に至っている。
当社及び主要な子会社の主な変遷は次のとおりである。

1949年10月	建設業法による建設大臣登録を完了
1949年11月	警固屋船渠㈱を設立(現 連結子会社)
1962年 8月	東京証券取引所市場第二部・広島証券取引所に株式を上場
1963年11月	大阪証券取引所市場第二部・名古屋証券取引所市場第二部に株式を上場
1964年 4月	本社所在地変更(東京都港区芝西久保桜川町一番地)
1964年 8月	東京、大阪、名古屋証券取引所市場第一部に昇格
1967年 2月	社名を五洋建設株式会社と改称
1968年 1月	酒井建設工業株式会社を吸収合併
1969年 7月	日本土地開発株式会社を吸収合併
1970年 7月	神工業株式会社を吸収合併
1973年 4月	本社所在地変更(東京都中央区日本橋一丁目13番1号)
1973年 6月	建設業法の改正により特定建設業者として建設大臣許可(特48)第1150号の許可を受けた。(以後3か年ごとに更新)
1973年 9月	宅地建物取引業法により宅地建物取引業者として建設大臣免許(1)第1635号の免許を受けた。(以後3か年ごとに更新)
1978年 4月	本社所在地変更(東京都文京区後楽二丁目2番8号)
1986年10月	九州洋伸建設㈱を設立
1991年 3月	ペンタファシリティサービス㈱(現 ペンタビルダーズ㈱)を設立(現 連結子会社)
1994年 3月	栃木県那須郡西那須野町(現 栃木県那須塩原市四区町)に技術研究所を新設
1997年 6月	建設業法により特定建設業者として建設大臣許可(特-9)第1150号の許可を受けた。(以後5か年ごとに更新)
1997年 9月	宅地建物取引業法により宅地建物取引業者として建設大臣免許(9)第1635号の免許を受けた。(以後5か年ごとに更新)
2001年 5月	株式の取得により、五栄土木㈱及び洋伸建設㈱を子会社化(現 連結子会社)した。
2009年 4月	洋伸建設㈱が九州洋伸建設㈱を吸収合併
2010年 3月	大阪証券取引所市場第一部上場を廃止
2015年 4月	シンガポールに国際土木本部、国際建築本部を新設
2020年 6月	株式の取得により、UG M&E社を連結子会社化した。
2022年 4月	東京証券取引所の市場区分の見直しにより、東京証券取引所の市場第一部からプライム市場に移行 名古屋証券取引所の市場区分の見直しにより、名古屋証券取引所の市場第一部からプレミア市場に移行