SL 350 ขับเคลื่อนด้วยขุมพลังใหม่ล่าสุด ที่ประจำการอยู่ในห้องเครื่องของสปอร์ตโรดสเตอร์เท่านั้น ทีมวิศวกรได้ปรับแต่งเครื่องยนต์ให้มีพละกำลังเพิ่มขึ้นถึง 43 แรงม้า ทั้งยังสามารถเร่งรอบเครื่องยนต์ได้สูงสุดถึง 7200 รอบ/นาที ในขณะที่อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพียงต่ำกว่า 0.4 ลิตร/100 กม.

เครื่องยนต์เบนซินแบบ V6 24 วาล์ว 3.5 ลิตร ผลิตกำลังสูงสุด 315 แรงม้า พร้อมแรงบิด 360 นิวตันเมตร ทะยานจาก 0-100 กม./ชม. ด้วยเวลาเพียง 6.2 วินาที และทำความเร็วได้สูงสุดถึง 250 กม./ชม. โดยถ่ายทอดพละกำลังทั้งหมดผ่านเกียร์อัตโนมัติเดินหน้า 7 จังหวะ (7G-TRONIC) พร้อมเกียร์ถอยหลัง 2 จังหวะ และเพิ่มอรรถรสในการขับขี่ให้เร้าใจมากยิ่งขึ้นด้วยระบบเปลี่ยนเกียร์ที่พวงมาลัย