Megörökölte a korábban az S- és CL-osztályban bevezetett új generációs benzinmotorokat az E-osztály. A motorok takarékosabbak, de erősebbek a korábbiaknál. Az E 350 BlueEFFICIENCY néven futó 3,5 literes motor teljesítménye 306 lóerő, maximális nyomatéka 370 Nm, ami plusz 14 lóerőt és 5 Nm-t jelent elődjéhez képest. Ugyanakkor a V6-os motor fogyasztása 6,8-7 liter, ami húsz százalékkal kevesebb, mint eddig. A modell 6,3 másodperc alatt gyorsul százra, végsebessége pedig 250 km/óra.
Hasonló fejlődést mutat az E 500 BlueEFFICIENCY is. A duplaturbós, 4,6 literes motor 408 lóerőt, illetve 600 Nm-t produkál, ami plusz 20 LE teljesítményt és 70 Nm nyomatékot jelent. A szedán esetében így is 17 százalékos fogyasztáscsökkenést sikerült elérniük, ami 8,9 literes fogyasztást takar, ami egészen hihetetlen egy V8-as benzinmotor esetében. Ez a típus már 5,2 másodperc alatt képes elérni a százas tempót, csúcssebessége pedig 250 km/óra.
Az eredmények hátterében a közvetlen üzemanyag-befecskendezés illetve az automatikus motorleállító rendszer bevezetése áll, de segít a továbbfejlesztett hétfokozatú automatikus váltó is. Utóbbihoz kapcsolódó hír, hogy mostantól csak ez az automata szerepel az E-osztály kínálatában.
A benzines befecskendezés a dízelmotorokat nem érinti, de a többi újítás azokat is takarékosabbá teszi, így van olyan változat, amelynek fogyasztása közel egy literrel csökkent a 2011-es modellévre. A Mercedes E 220 CDI és 250 CDI BlueEFFICIENCY modellek így már 4,9 literes fogyasztással teljesítik a szabványt.
