IPhone 5S поставляется с iOS 7, выпущенным 20 сентября 2013 года.
Джонатан Ив, разработчик новых элементов iOS 7, описал это обновление как «наведение порядка сложности», выделив такие функции, как уточненная типография, новые значки, полупрозрачность, расслоение, физику и параболирование с помощью гироскопа как некоторые из основных изменений дизайна. Дизайн apple iphone 5s iOS 7 и OS X Yosemite (версия 10.10) заметно отходит от скейоморфных элементов, таких как зеленый войлок в Game Center, дерева в газетном киоске и кожи в календаре, в пользу плоского, красочного дизайна.
iOS 7 добавляет AirDrop, специальную платформу обмена Wi-Fi. Пользователи могут обмениваться файлами с iPhone 5 и далее, iPod Touch (5-го поколения), iPad (4-го поколения) и iPad Mini (1-го поколения) и далее. Операционная система также добавляет Control Center, панель управления, доступ к которой осуществляется путем прокрутки вверх от нижней части экрана. Центр управления содержит ряд широко используемых функций, таких как регуляторы громкости и яркости, а также переключатели для включения Wi-Fi, Bluetooth, режим полета и для использования светодиода вспышки задней камеры в качестве фонарика.
iTunes Radio, услуга интернет-радио, также включена в iPhone 5S. Это бесплатная, поддерживаемая рекламой услуга, доступная всем пользователям iTunes, включая интеграцию Siri на iOS. Пользователи могут пропускать дорожки, настраивать станции и приобретать песни станции из iTunes Store. Пользователи также могут просматривать свою историю предыдущих песен.