Zmiany stylistyczne są podobne jak w przypadku „cywilnych” wersji. Szczególnie przód E-klasy w wydaniu AMG prezentuje się bardzo agresywnie, m.in. dzięki zderzakowi i sporym wlotom powietrza. Tył wieńczą cztery trapezoidalne końcówki układu wydechowego.
Pod maską znajdziemy 5,5-litrową jednostkę V8 twin turbo o mocy 557 KM (osiąganej przy 5500 obr-min) i maksymalnym momencie obrotowym 720 Nm dostępnym w szerokim przedziale 1750-5250 obr/min. Limuzyna z napędem na tylne koła załatwia „setkę” w 4,2 sekundy. Odmiany z opcjonalnym napędem 4Matic są szybsze – sedan przyspiesza od 0 do 100 km/h w 3,7 sekundy, kombi potrzebuje 0,1 sekundy więcej. Mercedes proponuje również wersję E63 AMG 4Matic S-Model, która ma podniesioną moc (do 585 KM) i moment (800 Nm). Model S przyspiesza do setki w 3,6 sekundy (kombi 3,7 sekundy).
Skrzynia biegów ma siedem przełożeń i różne tryby pracy: C (Controlled Efficiency), S (Sport), S+ (Sport plus) i M (manual). Opcjonalnie można zamówic ceramiczny układ hamulcowy ze srebrnymi zaciskami dla wersji AMG i czerwonymi dla wersji S. Dodatkowo mocniejszy wariant ma 19-calowe felgi i chromowane wykończenia nadwozia.
