O Mercedes-Benz CLS (2004–2008) foi oferecido com 7 configurações de motor distintas em toda a gama.
| Motor | Potência | Binário | Caixa de velocidades | Rodas motrizes | Velocidade máxima | 0-100 km/h | Consumo | Disponível em |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6.2L Gasolina | 514 hp | 630 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 4.5 s | 14.5 l/100km | 1 versão |
| 5.4L Gasolina | 476 hp | 700 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 4.7 s | 13.6 l/100km | 1 versão |
| 5.5L Gasolina | 388 hp | 530 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 5.4 s | 11.6 l/100km | 1 versão |
| 5.0L Gasolina | 306 hp | 460 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 6.1 s | 11.3 l/100km | 1 versão |
| 3.5L Gasolina | 292 hp | 365 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 6.7 s | 9.1 l/100km | 1 versão |
| 3.5L Gasolina | 272 hp | 350 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 250 km/h | 7.0 s | 10.1 l/100km | 1 versão |
| 3.0L Diesel | 224 hp | 540 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 246 km/h | 7.0 s | 7.6 l/100km | 2 versões |
Cada linha é uma configuração mecânica distinta — cilindrada, potência, transmissão, tração e tipo de combustível — deduplicada entre versões que partilham o mesmo motor. Diferenças apenas de equipamento (interior, jantes, opções) não criam uma linha separada.