Die Hybridtechnik mit der nun 13,5 Kilowattstunden großen Lithium-Ionen-Batterie übernehmen die beiden Fahrzeuge vom S 560 e. Die elektrische Leistung beträgt 90 Kilowatt, das zusätzliche Drehmoment 440 Newtonmeter und die elektrische Reichweite soll bei 50 Kilometern im NEFZ liegen. Gemeinsam mit dem Vierzylinder-Dieselmotor OM 654 sollen ab 1.400 pro Minuten 700 Newtonmeter Drehmoment zur Verfügung stehen, die rein elektrische Höchstgeschwindigkeit soll bei 140 km/h liegen.
Der Elektromotor wurde zusammen mit Bosch speziell für das 9G‑Tronic-Plug-in-Hybridgetriebe entwickelt. Im Hybridtriebkopf sitzen Wandler, Trennkupplung und E‑Maschine. Trennkupplung, Torsionsschwingungsdämpfer und Wandlerüberbrückungskupplung wurden in den Rotor der E‑Maschine integriert.
Vier Fahrmodi von rein elektrisch über "Hybrid", "E-Safe" (Batterie wird aufgespart) und "Charge" (Verbrennungsmotor lädt Batterie) stehen zur Verfügung. Ein sogenannter Eco-Assistent unterstützt den Fahrer beim Segeln und Rekuperieren, indem er Navigationsdaten, Verkehrszeichenerkennung und Informationen der Intelligenten Sicherheitsassistenten miteinander vernetzt. An einer Steckdose dauert ein Ladevorgang etwa sieben Stunden. Mercedes-Benz bietet aber einen neuen Onboard-Lader mit verdoppelter Ladeleistung. Mit 7,2 Kilowatt sind die Batterien an einer Wallbox in zwei Stunden wieder voll aufgeladen.