Mecánicas de precisión en un cuerpo de ensueño. Nuevos motores y elementos de equipamiento. La gama de motores estará compuesta por tres de gasolina y uno turbodiésel. El de gasolina menos potente que llevará el CLS 350 CGI es completamente nuevo (más información sobre este motor abajo). Los otros dos motores de gasolina tienen ocho cilindros en «V» y son los mismos que acaba de recibir la Clase E provenientes de la Clase S: uno de 5.461 cm³ que da 388 CV de potencia máxima y otro de 6.208 cm³ con 514 CV.

La versión con motor Diesel, el CLS 320 CDI, mantiene la misma potencia (224 CV) pero su par máximo aumenta 30 Nm, hasta alcanzar 540 Nm. Según los datos que ha facilitado Mercedes-Benz, las prestaciones y consumo son los mismos (tabla comparativa de prestaciones y consumo de toda la gama).