De 320 CDI levert met 224pk 32% meer vermogen dan de 170pk sterke vijfcilinder lijnmotor die hij vervangt. De common-rail dieseltechnologie is met de introductie van deze krachtbron ook in de C-Klasse aan z’n derde generatie toe. Het motorblok beschikt onder meer over vier kleppen per cilinder, een turbocompressor met variabele geometrie, een elektronisch gecontroleerde inlaatpoort en piëzo-elektrische injectoren. Het imposante maximumkoppel van 510Nm is dan ook permanent ter beschikking tussen 1.600 en 2.800t/min. In de vierdeurs levert dat alles een sprinttijd 6,9 seconden op. Een tussenacceleratie van 60 naar 120km/u kan zelfs in 6,2 tellen. Ondanks de sterk verbeterde prestaties blijft het verbruik van de topdiesel op hetzelfde niveau dan z’n voorganger. In combinatie met de 7G-Tronic zeventrapsautomaat, die daarmee -optioneel- z’n intrede doet op de C-Klasse, blijft de consumptie beperkt tot 7,3l/100km. De motor voldoet zonder een partikelfilter aan de Euro-4 emissienormen. Een partikelfilter is verkrijgbaar; in ons land wordt die optioneel, maar in onder meer Nederland, Duitsland en Zwitserland zal die tot de standaarduitrusting behoren.
De C 350 levert 272pk en 350Nm. Ten opzichte van de vorige zescilinder is dat een verbetering van respectievelijk 13 en 25%. Ook hier wordt een 4G-Tronic transmissie optioneel. De combinatie wordt een stuk sneller dan de vorige topuitvoering. Die haalde 100km/u na 7,7 seconden. De nieuweling is doet niet minder dan 1,3 seconden beter. Ook hier realiseerde Mercedes nog een daling van het verbruik. Alweer in combinatie met de zevenbak, kan dat tot 12% bedragen.
