रॉकस्टार नॉर्थ ने ग्रैंड थेफ्ट ऑटो IV के रिलीज के बाद वर्ष 2009 में ग्रांड थेफ्ट ऑटो V विकसित करना शुरू किया। इसका विकास 1,000 से अधिक लोगों की एक टीम द्वारा आयोजित किया गया जिसमें रॉकस्टार नॉर्थ की मुख्य टीम और मूल कंपनी रॉकस्टार गेम्स के दुनिया भर के स्टूडियो से कर्मी शामिल थे। समय के साथ प्लेस्टेशन 3 और एक्सबॉक्स 360 हार्डवेयर से परिचित हो चुके रॉकस्टार ने पाया कि वो इन कंसोलों की ग्राफिकल क्षमता पिछले गेमों की तुलना में ज़्यादा बढ़ा सकते हैं। जहाँ तक इसके उत्पादन में आये खर्च की बात है, विश्लेषकों ने गेम के संयुक्त विकास और विपणन का बजट तकरीबन £17 करो‌ड़ (अमेरिकी $265,000,000, 16 अरब) अनुमानित किया है।

खुली दुनिया डिजाइन और गेम के अंदर का रेंडरर इसके विकास के शुरुआती दौर में पूरे हुए थे। खुली दुनिया दक्षिणी कैलिफोर्निया और लॉस एंजिल्स पर आधारित हैं। गेम की आभासी दुनिया की रचना करने वाली उत्पादन टीम के प्रमुख सदस्यों ने पूरे लॉस एंजिल्स क्षेत्र में अनुसंधान यात्राएं की और फोटो एवं वीडियो फुटेज लेकर अपना अनुसंधान दर्ज़ किया। गेम में वर्णित लॉस सैंटोस नामक काल्पनिक शहर के सड़क नेटवर्क डिजाइन में मदद करने के लिए लॉस एंजिल्स के गूगल मैप्स अनुमानों को टीम द्वारा इस्तेमाल किया गया। लॉस एंजिल्स के जनसांख्यिकीय वितरण को प्रतिबिंबित और पुन: पेश करने के लिए डेवलपर्स ने जनगणना के आंकड़ों का अध्ययन किया और शहर के बारे में वृत्त चित्र देखकर इससे मदद हासिल की। टीम का मानना था कि खुली दुनिया को बनाना ही गेम के विकास का तकनीकी रूप से सर्वाधिक कठिन पहलू था।

ग्रैंड थेफ्ट ऑटो V के रिलीज के क्रम में सबसे पहले 25 अप्रैल 2011 को रॉकस्टार गेम्स द्वारा इसकी औपचारिक घोषणा की गई थी। तत्पश्चात् उन्होंने एक सप्ताह बाद पहला ट्रेलर जारी किया और एक आधिकारिक प्रेस विज्ञप्ति के साथ गेम की सेटिंग को स्वीकारा। पत्रकारों ने नोट किया कि घोषणा ने गेमिंग उद्योग के भीतर व्यापक प्रत्याशा प्रज्वलित की जिसको वे श्रृंखला के सांस्कृतिक महत्व की बदौलत मानते हैं। गेम अपने मूल अनुमानित Q2 2013 रिलीज की तारीख चूक गया और पॉलिशिंग के लिए समय प्राप्त करने हेतु इसकी रिलीज़ तारीख 17 सितंबर को धकेल दी गई। जून 2014 में गेम को माइक्रोसॉफ्ट विंडोज, प्लेस्टेशन 4 और एक्सबॉक्स वन के लिए पुनः रिलीज करने की घोषणा की गई। गेम के इस उन्नत संस्करण में बेहतर बनावट विवरण, सघन यातायात, उन्नत मौसम के प्रभाव, और नए वन्य जीवन, वनस्पति, 100 से ज़यादा नए गाने और उत्तम पुरुष के नज़रिये से खेलने की सुविधा भी है। प्लेस्टेशन 4 और एक्सबॉक्स वन के संस्करण 18 नवंबर, 2014 को जारी किये गए। शुरू में 18 नवंबर को ही जारी किये जाने को निर्धारित पीसी संस्करण 3 बार विलम्बित हुआ, पहले 27 जनवरी 2015 को, फिर 24 मार्च 2015 और अब 14 अप्रैल 2015 को। 

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