Az új M-osztály a detroiti Auto-Show-ra időzített világpremierje után az Egyesült Államokban 2005 tavaszán, Európában 2005 nyarán kerül piacra.

Már az erős kontúrokkal rendelkező felületekkel és feszes vonalakkal váltakozó design is kiemeli az új M-osztály egyéni karakterét. A formanyelv a lapos szélvédővel, a markáns sárvédőkkel és a hátrafelé emelkedő övvonallal a sportosságot hangsúlyozza; ezt a karosszéria arányai tovább erősítik: az új M-osztály az előző modellhez képest 150 milliméterrel hosszabb (most 4780 mm), 71 milliméterrel szélesebb (most 1911 mm), és nyolc milliméterrel alacsonyabb (most 1768 mm). A tengelytáv 95 milliméterrel 2915 milliméterre nőtt.

A 2005. évben szállítható négy motor között három új fejlesztés található. Ezek az előző modell hajtóműveit mind teljesítményben, mind forgatónyomatékban akár 38%-ban felülmúlják. A legmodernebb meghajtás és a jó aerodinamika (a Cw-érték az eddigi 0,39 helyett 0,34) révén akár tíz százalékkal is csökken a fogyasztás. Ezzel a modellel mutatkozik be egy új V6-dízelmotor, mely kétféle teljesítménnyel lesz rendelhető. A motor harmadik generációs, közös szívócsöves (common rail) közvetlen befecskendezéssel és a legmodernebb piezo-befecskendező fúvókákkal van felszerelve. Az ML 320 CDI 165 kW/224 LE teljesítménnyel és percenként 1600 fordulattól kezdődően 510 Nm maximális forgatónyomatékkal rendelkezik. A hathengeres motor nyújtotta komfortot és dinamikát kínálja majd az új ML 280 CDI, mely 140 kW/190 LE teljesítményt és 440 Nm maximális forgatónyomatékot ad le. A dízel modellek üzemanyag-fogyasztása 9,4 liter 100 kilométerenként  – ezzel az értékkel az új M-osztály kategóriájának leggazdaságosabb terepjárójának számít.

Ugyancsak újdonság az ML 350 V6-os 200 kW/272 LE teljesítményű és 350 Nm maximális forgatónyomatékú benzinmotorja. A motorprogram csúcsa az ML 500 nyolchengerese, mely most már 225 kW/306 LE teljesítményre képes.

A világon egyedülálló 7G-TRONIC hétsebességes automata váltó az új M-osztály minden modelljéhez széria felszerelés. Az intelligens sebességkapcsoló-vezérlés révén a váltó a lehető legjobban kihasználja a motorok magas teljesítménypotenciálját, és jelentősen hozzájárul az üzemanyag-megtakarításhoz is. A 7G-TRONIC kezelése most először került választókar formájában a kormánykerék közelébe – a Mercedes-Benz ezt a technikát DIRECT SELECT-nek nevezi. A kormánykeréken található kiegészítő kapcsolók a hét menetfokozat gyors manuális váltását teszik lehetővé.

A Mercedes-Benz továbbfejlesztette az állandó összkerékmeghajtást, valamint a 4ETS trakciós rendszert, és ezeket kiegészítette a Downhill Speed Regulation-nal, az elindulás-asszisztenssel és az offroad-ABS-sel. Az összekerékmeghajtás tekintetében a jövőben két variáns áll rendelkezésre, melyek az offroad-vezetők különböző igényeinek felelnek meg: Az alapkivitel mellett új offroad-csomag is rendelhető, amellyel az M-osztály a legnehezebb terepszakaszokat is legyőzi. A csomag többek között tartalmaz egy terepáttétellel rendelkező kétfokozatú osztóművet, az első és a hátsó tengely között, valamint a hátsó tengelyen manuálisan, vagy automatikusan kapcsolható differenciálzárakat (100 százalékosak), továbbá a terephasználathoz módosított AIRMATIC légrugózást. Ez utóbbi segítségével a szabad magasság 110 milliméterrel 291 milliméterre, a gázlómélység pedig 600 milliméterre növelhető. A légrugózás mindezeken felül jelentősen növeli a menetkomfortot, ezért a Mercedes-Benz ezt a technikát rendelésre utcai verzióban is szállítja. Az AIRMATIC rendszert sorozatgyártásban kombinálják az Adaptív Csillapító Rendszerrel (ADS), amely a szituációnak megfelelően szabályozza a csillapítást. 

A Mercedes-mérnökök áttervezték az M-osztály első és hátsó tengelyét is: Az első kerekeket egy kettős keresztlengőkar vezeti, mely az alumíniumból készült, magasan vezetett háromszög-lengőkar révén jelentősen hozzájárul az utazási komforthoz és a példás menetdinamikához. Az új hátsó tengely négy lengőkaros felfüggesztésű. A 235/65 R 17 (V6-modellek) illetve 255/55 R 18 (V8-modellek) méretű, szélesített gumiabroncsokkal szerelt, széria felszerelésként szállított könnyűfém kerékabroncsok is az új M-osztály sportos megjelenését hangsúlyozzák.

A Mercedes-Benz M-osztálya a biztonság terén is a terepjárók példaképe marad. Az utasvédelem alapja az önhordó karosszéria, mely elöl és hátul nagyméretű deformációs zónákkal, valamint széria felszerelésként a felső kategóriából származó csúcstechnológiával rendelkezik. Ehhez tartoznak többek között az adaptív, kétfokozatú légzsákok a vezető és a vezető melletti utas számára, az elülső oldallégzsákok, az ablaklégzsákok, valamint az összes üléshez tartozó övfeszítők és az övfeszítőerő-szabályozók. A hátulról történő ütközés esetére az új fejlesztésű, ütközéskor aktivizálódó NECK-PRO fejtámlák (rendelhető felszerelés) nyújtanak kiegészítő védelmet a vezető és a vezető melletti utas számára. Az új Mercedes-terepjáró mindezeken túl a jövőbe mutató PRE-SAFE® utasvédelmi rendszerrel (rendelhető felszerelés) új mércét állít fel ebben a gépkocsi-osztályban. A többszörösen díjazott technológia a menetdinamikailag kritikus, balesetveszélyes helyzetekben reflex-szerűen aktivizálódik, valamint felkészíti az utasokat és a gépkocsit a fenyegető ütközésre. A PRE-SAFE® e felkészülés során előre megfeszíti a vezető és az utas biztonsági övét, az elektromosan beállítható utasülést (rendelhető felszerelés) hosszanti helyzete, valamint a párna- és támla-dőlésszög tekintetében kedvezőbb pozícióba állítja, és amennyiben a gépkocsi felborulása várható, bezárja a napfénytetőt (rendelhető felszerelés). A lehetséges balesetre történő felkészülés azért lehetséges, mert a Merecedes-Benz a PRE-SAFE® rendszerrel az aktív és a passzív biztonság eddig egyedülálló szinergiáját alakította ki: A rendszer össze van kapcsolva a blokkolásgátló rendszerrel (ABS), a fékezési asszisztenssel és az Elektronikus Stabilitási Programmal (ESP®), mely rendszerek érzékelői felismerik a veszélyes vezetési manővereket. Ezeket az érzékelő-adatokat használja fel a Mercedes-Benz a jövőbe mutató utasvédelemre.

Az M-osztály belső tere is jellegzetes Mercedes-minőséget nyújt – például az igényes anyagok, a kellemes tapintású felületek és a nagyvonalú helykínálat révén, melyből mindegyik ülésbe jut. Az első üléssor és a hátsó üléssor közötti távolság a korábbi modellhez képest 15 milliméterrel 880 milliméterre nőtt, és ezáltal egy felső osztályú limuzin színvonalát kínálja. A hátsó ülésen ülő utasok térd körüli szabad tere 35 milliméterrel, a könyökszélesség 32 milliméterrel javult. A Mercedes-ügyfelek egyéni komfortigényeik szerint választhatják ki az új M-osztály üléseit. A Mercedes-Benz a széria felszerelésként elektromos állítható magasságú, támlájú és párna-dőlésszögű első üléseken felül kívánságra speciális támlakontúrral rendelkező sportüléseket is szállít.

A hátsó ülések párnái és támlái 60:40 arányban vannak megosztva, és ledönthetőek. Ezek az üléspárnák igény szerint kivehetőek, és ezáltal a csomagtartóban 2,10 méter hosszú sík rakodótér keletkezik. A maximális rakodótér 2050 liter (VDA-mérési módszerrel), és ez jelentősen meghaladja az összehasonlítható versenytársak rakodóterét. A bevált EASY-PACK-rendszer megkönnyíti a rakodótér be- és kirakodását. A rendszer kívánságra elektromos működtetésű csomagtartó-ajtót, valamint a rakomány biztonságos rögzítésére szolgáló csomagot tartalmaz.

A Mercedes-Benz rendelésre az új fejlesztésű Multi-Zone-THERMOTRONIC klimatizáló automatikával, a PARKTRONIC parkolási segítő rendszerrel, és az Európát felölelő DVD-navigációval rendelkező COMAND APS kezelő és kijelző rendszerrel szereli fel az M-osztályt. A kanyar- és lefordulási fénnyel (rendelhető felszerelés) szerelt bi-xenon-fényszórók növelik a vezetési biztonságot a sötétben.