Los motores Diesel del Mercedes-Benz Clase C 2021 pertenecen a la familia OM 654 M, que Mercedes-Benz presentó hace un tiempo para que los estrenase el Clase E 2021 (algo que todavía no ha sucedido). Estos cambios están en el cigüeñal (con lo que la cilindrada ha pasado de 1950 cc a 1992); los pistones estén rellenos de sodio (para mejorar la refrigeración); la presión máxima de inyección es superior (ha pasado de 2500 a 2700 bar); y, en la versión de mayor potencia, hay dos turbocompresores de doble entrada.

Los motores de gasolina pertenecen a la familia denominada M 254. Tienen dos soluciones que Mercedes-Benz ya lleva utilizando un tiempo (NANOSLIDE —que consiste en la pulverización de hilos de hierro y carbono mediante arco voltaico para crear una capa en las camisas que disminuye la fricción— y CONICSHAPE —el diámetro del cilindro se ensancha en la parte inferior de las camisas—). Una solución completamente nueva que tiene esta familia de motores en el Clase C es un turbocompresor de geometría variable con una tecnología denominada «con unión transversal de flujos» (esta solución está desarrollada por Mercedes-Benz en colaboración con Mercedes-AMG Petronas Formula 1 team).

Todos los motores van unidos a una caja de cambios automática de 9 relaciones (9G-Tronic) hecha para funcionar en combinación con el nuevo sistema de hibridación. Mercedes-Benz ha reubicado algunos elementos dentro de la propia caja (el motor eléctrico del sistema de hibridación ligero, la electrónica de potencia y el sistema de refrigeración de la propia transmisión) para reducir el peso total y optimizar el uso del espacio. La unidad de control de esta caja de cambios es nueva y eso ha permitido «incrementar la potencia de cálculo, la cantidad de interfaces eléctricas se ha reducido drásticamente y el peso del control de la transmisión se ha reducido en un 30 por ciento».

La suspensión es nueva, pero sigue siendo de paralelogramo deformable en el eje delantero y trasero. Delante hay un sistema compuesto por cuatro brazos. Además de la configuración de muelles y amortiguadores de serie, se puede elegir un tren de rodaje deportivo con amortiguadores de dureza variable. Las versiones híbridas enchufables llevan muelles posteriores neumáticos.

Las ruedas del eje trasero con dirección pueden girar hasta un máximo de 2,5 grados (a menos de 60 km/h en sentido contrario a las delanteras y, a mayor velocidad, en el mismo sentido). La presencia de la dirección a las ruedas posteriores mejora la capacidad de maniobra ya que se reduce en 43 centímetros el espacio necesario para dar una vuelta completa (datos de Mercedes-Benz). Este elemento de equipamiento implica una dirección delantera menos desmultiplicada, con 2,1 vueltas de tope a tope en lugar de 2,3 o 2,35 (para los Clase C de tracción trasera y 4Matic respectivamente). 

El coeficiente aerodinámico se mantiene invariable respecto al modelo precedente: 0,24 en el mejor de los casos con carrocería de cuatro puertas y 0,27 con la familiar.