Cette belle carrosserie est proposée en deux variantes, une version normale (modèles SE) d’une longueur de 4,99 m. et une version longue (SEL) allongée de 14 cm aux portes et places arrière. L’utilisation de matériaux allégés et d’une carrosserie optimisée en soufflerie permet à la nouvelle Classe S de réduire sa consommation de carburant de 10 % par rapport aux modèles précédents. Elle est équipée dès le début de quatre moteurs – du moteur à carburateur six cylindres de 2,8 litres et 156 ch au moteur V8 de 5,0 litres tout aluminium de 240 ch. Dès 1981, ce moteur reçoit, comme l’autre V8 de 3,8 litres : une augmentation de la compression et un arbre à cames à calage modifié donnant un meilleur couple à plus bas régime. A cela s’ajoutent des rapports de pont adaptés à ces modifications moteur.

Une seconde série de berlines W126 est présentée en septembre 1985. Pour une petite évolution du style et surtout de nouveaux moteurs. On voit que les bandeaux latéraux sont devenus lisses et descendent sur les longerons, que les pare-chocs sont légèrement adoucis et que les jantes alliage passent du dessin Barrock à un dessin lisse à 15 trous et d’un diamètre de 14 à 15 pouces permettant l’agrandissement des freins. Enfin, les essuie-glaces de phare sont plus épais et, comme les pneumatiques pour la nouvelle motorisation 560 SE/SEL passent en 215/65, les ailes avant sont légèrement redessinées pour le braquage des roues. S’ajoutent quelques détails de conception de l’essieu arrière afin de réduire le bruit de la transmission et d’améliorer le confort de roulement.

Ce sont donc surtout les moteurs qui évoluent sur la seconde série des W126 fin 1985. Ainsi, en début de gamme, plus de version à carburateur mais deux nouveaux six cylindres M110, en 2,8 litres et en 3 litres, ce dernier étant le modèle le plus fabriqué des W126 avec plus 146 000 voitures en six ans. De même pour les V8 où le M116 de 3,8 litres grimpe en cylindrée à 4,2 litres. Ce qui permet de ne pas perdre de puissance lors des améliorations portées dans le but de diminuer consommation et rejets. Quant au M117 des 500 SE/SEL, il est modifié par l’ajout d’un système d’allumage électronique et du système d’injection KE Jetronic Bosch. L’innovation la plus spectaculaire est le huit cylindres de 5,6 litres donnant une puissance de 272 ch. De plus, une version dite ECE est également disponible qui délivre une puissance de 300 ch. Même sans catalyseur, cette version ECE respecte les normes d’émissions européennes de l’époque. Si à partir de septembre 1986, le catalyseur est de série sur tous les modèles essence, les versions à catalyseur non monté sont disponibles jusqu’en août 1989.

Les différentes motorisations Turbodiesel étaient réservées aux USA. Avec les pare-chocs « 5 miles » (devant absorber un choc sans déformation à cette vitesse) et les phares « sealed beam » (dont le boitier est étanche, avec la lentille et le réflecteur). La 300 SD Turbodiesel au moteur cinq cylindres alliant comme dit la publicité « la sobriété d’un quatre cylindres et l’agrément d’un six cylindres », ce qui a un fond de vérité… La série 2 proposera un 6 cylindres dont la puissance évoluera en 1990.