Это уже третий автомобиль нового поколения S-Class, оснащенный гибридной силовой установкой.
Эта установка гибридной версии S500 Plug-In состоит из нового трехлитрового бензинового двигателя V6 с турбонаддувом, развивающего 328 л. с. и 480 Нм крутящего момента, и электромотора мощностью 107 л. с. и крутящим моментом 340 Нм. Электродвигатель питает литий-ионная батарея, которую можно подзаряжать в том числе и от внешней розетки, тогда как гибридные версии S 400 Hybrid и S 300 BlueTEC Hybrid такой возможности лишены. Кроме того, заряд аккумулятора может пополняться как от работающего ДВС прямо на ходу, так и от новой системы рекуперативного торможения при движении накатом, когда ДВС автоматически глушится.
При совместной работе обоих агрегатов седан разгоняется до 100 км/час за 5,5 секунды, его максимальная скорость ограничена на уровне 250 км/час. При этом новая гибридная силовая установка позиционируется как сверхэкономичная: расход топлива заявлен на уровне 3 л на 100 км пути, а на одной электротяге машина может ехать до 30 км без подзарядки.
Гибридная силовая установка имеет четыре режима работы: режим Hybrid, при котором сочетается работа обоих агрегатов, режим E-Mode, при котором машина едет только на электротяге, E-Save, при котором автомобиль движется за счет двигателя внутреннего сгорания, а полностью заряженная батарея не расходует энергию, и Charge – режим зарядки батареи на ходу.