E300配备高效能的V6型3.0L引擎，最大功率170kw/6000rpm，最大扭力300Nm/2500-5000rpm。在7G-TRONIC自动变速器的配合下实现快速平稳的加速。0-100km/h用时仅需7.5秒。

由于在中高速巡航中，变速器可用到第7挡，因此引擎的燃油经济性及宁静度比上一代车型有了明显提升。取决于行驶条件，在100公里/小时的车速时，发动机平均转速比装配5速自动变速器时低12%左右。发动机转速与行驶状态的最优化匹配意味着发动机提高了燃油经济性并降低了运行噪声。

包含振幅感应可调式减震系统的直接控制悬挂系统（DIRECT CONTROL）为新一代E级轿车提供更佳长途旅行舒适性。减震器被实时调整以适应当前的行驶状况，在正常行驶时它会自动降低阻尼以获得良好的减震效果，而在高速转向或机动规避危险时阻尼升至最大值。因此，全新E级轿车的底盘和悬挂可以在不牺牲主动安全性的前提下在路噪、轮胎振动和机动性方面做到优化与均衡。