מרצדס חושפת בפריז את רשימת המנועים שתשרת את ה- CLS החדשה. תחילת השיווק באירופה בינואר 2011.
מרצדס חשפה את ה- CLS החדשה לשנת 2011 לפני כחודש, אך שמרה את רשימת המנועים לתערוכת פריז. כל המנועים חדשים וחסכוניים יותר עד 25% לעומת הדגם המוחלף, יחד עם עלייה בהספקים ובביצועים. עם שיפור בכל התחומים, מרצדס לא מתכוונת לתת לאף אודי A7 או כל רכב יוקרה אחר, לקחת לה את תואר הקופה סדאן הנבחרת.
בינואר 2011 תוצע ה- CLS החדשה עם שני מנועים. המנוע הראשון הוא 3.5 ליטר (CLS350 CDI ) טורבו דיזל בהספק של 265 כ"ס. המנוע השני הוא מנוע 3.5 ליטר (CLS350) בנזין בהספק של 306 כ"ס. במרס 2011 יתווסף מנוע קטן נפח, 2.5 ליטר (CLS250 CDI) טורבו דיזל בהספק של 204 כ"ס המאפשר צריכת דלק מרשימה של 19.6 ק"מ לליטר. באפריל תגיע הגרסה הבכירה, עד להגעת גרסאות ה-AMG בהמשך, עם מנוע בנפח 5.0 ליטר (CLS500) בהספק של 406 כ"ס. כל המנועים בטכנולוגיית BlueEFFICIENCY הכוללת מערכת עצור/סע כסטנדרט.
מרצדס עשתה עבודה רבה על מנת להפחית ממשקלה של ה- CLS 2011. לדוגמה, הדלתות לראשונה אצל מרצדס עשויות כולן מאלומיניום מה שאפשר להפחית 24 ק"ג ממשקלן לעומת ה-CLS המוחלפת. מרצדס גם עבדה על הקטנת מקדם הגרר, ולמרות שה-CLS החדשה רחבה יותר מזו המוחלפת, מקדם הגרר נמוך יותר ב-13% ועומד על 0.26.
מרצדס עושה לראשונה, שימוש במערכת היגוי אלקטרומגנטית (electromechanical Direct-Steer ), שלפי מרצדס מאפשרת למהנדסים חופש פעולה בבחירת הפרמטרים שישפיעו על ההיגוי ובעיקר על התחושה שההגה יעביר לנהג. עוד לראשונה אצל מרצדס, אך הפעם אינפיניטי הייתה לפנייה, מערכת ההתראה על נקודות מתות בשילוב עם מערכת ההתראה על סטייה מנתיב הנסיעה, תאפשר תיקון אקטיבי במקרה של התראה על סטייה מנתיב או עצם זר הנמצא בנקודה מתה כאשר הנהג לא מגיב להתראה.