O Mercedes-Benz GLS atual percorre até 1.098 km com um depósito cheio, com base no consumo em ciclo combinado. Os números abaixo referem-se à variante com melhor autonomia de cada geração.
| Anos | Motorização | Autonomia |
|---|---|---|
| 2015–2019 | Combustão | 1.299 |
| 2019–2023 | Combustão | 1.268 |
| 2023–atualidade | Combustão | 1.098 |
A autonomia é calculada a partir da capacidade do depósito e do consumo em ciclo combinado de cada variante (depósito ÷ consumo × 100), para a variante com melhor autonomia de cada geração — a autonomia real varia com o estilo de condução e as condições. Os números fora de um intervalo plausível para o tamanho do depósito são excluídos.