S級混合動力車的動力傳動系統采用3.5L排量V型6缸發動機和7速AT（自動變速箱），配套使用馬達。馬達具有行駛中輔助發動機、制動時再生能量，以及無空轉后重起發動機時起動馬達。該車為弱混合動力車，不能單獨靠馬達行駛。燃效比原型車“S350”高30％。

發動機的最大輸出功率為205kW（279PS），最大扭矩為350N·m。其中包含馬達的最大輸出功率15kW（20PS）及最大扭矩160N·m。

鋰離子充電電池組的電壓為120V。電力供驅動用馬達和空調使用，并經由降壓轉換器向鉛蓄電池供應。電池組由35個電池單元、冷卻用凝膠、電池控制系統、電池單元監視系統、高壓連接器等構成。電池大小與原來的鉛蓄電池相同，配備于發動機室內。為了防止電池在高溫下老化，利用自主開發的冷卻機構將電池的溫度保持在15～35℃。電池單元由凝膠覆蓋，但并未公布詳細機制。凝膠除了能夠使電池單元的熱量散發到外部之外，還可緩和振動及搖晃等沖擊。

與原型車相比，動力傳動系統的重量增加75kg。由于采用的是鋰離子電池，因此電池重量控制到了僅25kg。鋰離子電池成功配備到了發動機室內，鉛蓄電池移到了后備箱中。后備箱容量可確保達到524L。

追加了用于產生負壓的馬達，即使無空轉時發動機停轉，也能夠以很小的踩踏力來輸出制動力。另外，為了提高易用性，還增加了通過系統來檢測車輛入庫及左右轉彎的改進，在這些場合時，無空轉功能不會起動。

投放歐洲市場的款式備有普通款和加長了軸距的長軸距款。向日本市場投放的是長軸距款。梅賽德斯·奔馳日本的社長HansTempel表示，“日本用戶普遍認為國產車燃效好，進口車燃效差。此次將借投放S級混合動車，改變日本用戶對進口車的認識”。