Новият Mercedes CLS ще бъде предлаган с 4 двигателя - 2 бензинови и 2 дизелови, всички с технологията старт/стоп, подобряваща икономията на гориво.
Mercedes CLS 350 CGI ще бъде с най-новия 3,5 литров V6 с мощност 225 кВ и 368 Нм въртящ момент. CLS 550 CGI, въпреки обозначението си, ще бъде с двойно турбинирания V8 4,6 литров двигател с мощност от 429 к.с (320 кВ) и въртящ момент от 700 Нм. На по-късен етап ще се предлага и опция 4matic.
При дизеловите двигатели, 350 CDI е задвижван с 3,0 литров V6 с мощност от 185 кВ, а се очаква и варианта 250 CDI, с познатия от новата Е-класа 4 цилиндров с мощност от 150 кВ.
Следващата година Mercedes ще представи и комби версия на CLS (shooting brake), за да може модела да бъде конкурентно способен с все по-нарастващия пазарен дял на четиривратите купета и с идващия на пазара Audi A7.