La mayoría de los analistas había calculado que el índice de desempleo subiría una décima y se situaría en el 5,1 por ciento.
El aumento mensual del desempleo ha sido el mayor en 22 años, y la pérdida de puestos de trabajo, la quinta consecutiva.
Desde diciembre pasado, la economía de Estados Unidos ha tenido una pérdida neta de 324.000 puestos de trabajo.
El informe del gobierno mostró que la cifra de personas sin empleo aumentó en mayo en 861.000 y llegó a 8,5 millones.
Los datos indican que los empleadores están reduciendo su personal para proteger sus ganancias, a medida que los precios de las materias primas siguen subiendo y las ventas se han hecho más lentas.
La debilidad del empleo es otro golpe para los trabajadores en EEUU, ya apremiados por la caída en los valores de las casas, un crédito más restringido y un mayor gasto en combustibles.
El dato de mayo, que muestra la tasa de desempleo más alta desde octubre de 2004, refleja asimismo un crecimiento de la fuerza laboral, encabezado por el ingreso de adolescentes, que excede el número de empleos disponibles.