Εξαιρετικά ομαλή απόδοση ισχύος σε συνδυασμό με συγκρατημένα επίπεδα κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπών ρύπων. Αυτά είναι τα χαρακτηριστικά των εξακύλινδρων κινητήρων σε διάταξη V της CLS. Πλέον, η γκάμα των βενζινοκινητήρων της νέας γενιάς CLS-Class ξεκινά με τη CLS 300. Με απόδοση 231 hp, εντυπωσιάζει με τις αντιδράσεις της στις οδηγικές συνθήκες. Η CLS 350 CGI έχει μια ακόμα πιο sport συμπεριφορά: με απόδοση 292 hp και ροπή 365 Nm, επιταχύνει από 0 στα 100 km/h σε μόλις 6,7 δευτερόλεπτα. Επιπλέον όμως, η CLS 350 CGI προκαλεί μεγάλη εντύπωση και με την χαμηλή της κατανάλωση, καθώς το καύσιμο ψεκάζεται υπό υψηλή πίεση κατευθείαν μέσα στο θάλαμο καύσης, με τη χρήση πιεζοηλεκτρικών σωμάτων ψεκασμού.


(CLS 300: κατανάλωση καυσίμου σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 9,8-10,0 l/100 km, εκπομπές CO2 σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 233–237 g/km. 350 CGI: κατανάλωση καυσίμου σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 9,1-9,3 l/100 km, εκπομπές CO2 σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 217-222 g/km)[1]

Η CLS 500 χαρακτηρίζεται από τη γνωστή, αβίαστη άνεση ενός οκτακύλινδρου κινητήρα. Με απόδοση 388 hp και καθηλωτική ροπή στρέψης 530 Nm, αυτός ο V8 επιταχύνει τη CLS 500 από στάση στα 100 km/h σε μόλις 5,4 δευτερόλεπτα.


(CLS 500: κατανάλωση καυσίμου σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 11,6-11,8 l/100 km, εκπομπές CO2 σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 275-280 g/km)[1]

Η CLS 63 AMG χρειάζεται μόλις 4,5 δευτερόλεπτα για να επιταχύνει από 0 στα 100 km/h. Ο νέος ατμοσφαιρικός V8 6,3 λίτρων της AMG ισχύος 514 hp, αποδίδει τη θηριώδη μέγιστη ροπή στρέψης των 630 Nm σε ένα ευρύ φάσμα στροφών λειτουργίας. Τιμές ικανές να μετατρέψουν τη CLS 63 AMG σε ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο υψηλών επιδόσεων, διατηρώντας ταυτόχρονα τις ανέσεις ενός saloon.


(CLS 63 AMG: κατανάλωση καυσίμου σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 14,5 l/100 km, εκπομπές CO2 σε μικτό κύκλο μετρήσεων: 345 g/km)[1]