Mercedes-Benz CLS actual parcurge până la 1.200 km cu un plin, calculat din consumul mixt. Cifrele de mai jos sunt pentru varianta cu cea mai bună autonomie din fiecare generație.
| Ani | Motorizare | Autonomie |
|---|---|---|
| 2004–2010 | Combustie | 1.053 |
| 2010–2014 | Combustie | 1.333 |
| 2014–2018 | Combustie | 1.283 |
| 2018–2021 | Combustie | 1.269 |
| 2021–prezent | Combustie | 1.200 |
Autonomia e calculată din capacitatea rezervorului și consumul mixt al fiecărei variante (rezervor ÷ consum × 100), pentru varianta cu cea mai bună autonomie din fiecare generație — autonomia reală variază cu stilul de condus și condițiile de drum. Cifrele implauzibile pentru mărimea rezervorului sunt excluse.