Под капотом автомобиля на видео установлен трехлитровый бензиновый агрегат мощностью 367 лошадиных сил и 500 Нм крутящего момента. В паре с ним работает стартер-генератор EQ Boost, питающийся от 48-вольтовой бортовой сети. При интенсивных разгонах он может повышать отдачу двигателя на 22 лошадиные силы и 250 Нм крутящего момента. До «сотни» CLS 450 способен разгоняться за 4,8 секунды.