Tre delle quattro motorizzazioni disponibili per la nuova Classe S sono di nuova progettazione. Esse offrono una aumento di potenza di fino al 26 percento ed un incremento della coppia di fino al 15 percento. Per il lancio sul mercato (previsto per l’autunno del 2005) è disponibile, oltre al V6 da 3,5 litri con 200 kW/272 CV, anche il nuovo 8 cilindri, che eroga 285 kW/388 CV di potenza e una sorprendente coppia di 530 Nm già a partire da 2800 giri/min e accelera la S 500 da 0 a 100 km/h in 5,4 secondi.
A partire dal primo trimestre del 2006 Mercedes-Benz amplierà la gamma delle motorizzazioni della Classe S introducendo il nuovo V6 CDI con filtro antiparticolato diesel di serie, in grado di erogare una potenza di 70 kW/231 CV e di sviluppare una coppia massima di 540 Nm a partire da 1600 giri/min. In questo modo la nuova S 320 CDI vanta una potenza superiore del 13 percento e una coppia maggiore dell’8 percento rispetto al modello precedente.
La potenza del 12 cilindri sul modello di punta S 600 (disponibile a partire dal primo trimestre del 2006) è aumentata a 380 kW/517 CV, mentre la coppia è migliorata di quasi il quattro percento ed è ora di ben 830 Nm a partire da 1900 giri/min.
Le motorizzazioni V6 e V8 della nuova Classe S sono abbinate di serie al cambio automatico a 7 marce 7G-TRONIC