Műszakilag annyi változás történt a korábban 350 e néven kínált plug-in hibrid hajtáshoz képest, hogy a 9G-Tronic automatikus váltóba behajtó villanymotort erősebbre cserélték, 88 helyett már 122 lóerő a teljesítménye, és 440 Nm-rel képes segíteni a belső égésű motort. Utóbbi a 300 e esetén a 2,0 literes, 211 LE/350 Nm-es turbómotor, a 300 de a 2,0 literes, 194 LE/400 Nm-es dízelt kapja. A rendszernyomaték minden esetben 700 Nm, a rendszerteljesítmény a benzinesnél 320, a dízelnél 306 lóerő.

A lítium-ion akkumulátor kapacitását több, mint megduplázták, 6,4 helyett 13,5 kWh, ami a WLTP-mérés szerint – modellsorozattól és karosszériaváltozattól függően – 50-57 km-es elektromos hatótávolságot tesz lehetővé. Az intelligens navigáció hatással van az autó rendszereire, például a célbeadást követően automatikusan tartalékolja az elektromos energiát az utolsó szakaszra, ha az városban van, azaz országúton és autópályán belső égésű motorral halad. Utóbbi szakaszokon automatikusan elindítja a részecskeszűrő regenerációját az elektronika.

A plug-in hibrid hajtáshoz a Mercedes-Benz mérnökei speciális részecskeszűrőket fejlesztettek, amelyek több részletben képesek regenerálódni, nem kell tartósan üzemelnie a belső égésű motornak ehhez. A fűtés és klimatizálás a belső égésű motortól függetlenül zajlik, elektromos autókhoz hasonlóan a 300 e és 300 de modelleknél is lehetőség van előre beállítani az utastér hőmérsékletét – akár alkalmazásból.