Los motores de gasolina tienen cuatro cilindros en línea y están inclinados 59º hacia delante, al igual que en el anterior Clase A.
Esto facilita que, en caso de choque frontal grave, el motor se deslice por debajo de los pies de los pasajeros. Al menos en el anterior Clase A, el ángulo del motor era el mismo que el panel del chasis donde están sujetos los pedales.
Según la cilindrada hay tres motores, por potencia hay cuatro porque uno de ellos puede ser atmosférico o turboalimentado; en esta tabla se pueden ver más datos de cada versión. Los tres atmosféricos no tienen una potencia específica alta en términos absolutos, pero sí si tenemos en cuenta que son motores de dos válvulas y que consiguen la potencia máxima a un régimen moderado. El par específico sí es bajo desde cualquier punto de vista en esas tres versiones.
Con el nuevo Clase A, Mercedes-Benz se estrena con los motores turboalimentados que no sean de gran cilindrada. Mercedes-Benz sostuvo durante mucho tiempo que el turbocompresor era una mala solución, después de lanzar el V12 turboalimentado decía que era una mala solución en motores pequeños, y ahora presenta un cuatro cilindros con turbocompresor de 2 l de cilindrada.
Hay varios motores con menos de 2.100 cm³ de cilindrada y más de 190 CV de potencia máxima, sobrealimentados o no. Casi todos ellos están en coches de tipo «deportivo» (Subaru Impreza, Mitsubishi Lancer, Honda S2000, Seat León Cupra R o Renault Mégane Sport) o en berlinas rápidas (Saab 9-3, Mercedes-Benz Clase C o Audi A4); no hay motores con estas características en coches con el tamaño y la forma del Clase A (lo más próximo sería un Seat Ibiza Cupra de gasolina).
El turbocompresor del A 200 Turbo es un desarrollo de Mercedes-Benz con la colaboración de DaimlerChrysler Research; no está controlado electrónicamente de forma directa, su válvula de descarga es neumática.
En todo caso la construcción del motor es la misma: cuatro cilindros con culata y bloque de aluminio, y camisas de hierro. Es esencialmente el mismo bloque que había antes, con 90 mm de distancia entre cilindros. También son de aluminio el cárter inferior, la bomba de aceite y los soportes del motor, entre otros elementos. El colector de admisión, la caja del filtro de aire y la tapa de la culata son de plástico. El motor del A 150 pesa 92 kg, el del A 200 Turbo pesa 117 kg.
La culata es de un solo árbol de levas y dos válvulas por cilindro. En Europa prácticamente no hay motores completamente nuevos con sólo dos válvulas por cilindro.
El árbol de levas es hueco, está movido por una cadena de ajuste hidráulico, y pisa a las válvulas a través de balancines de rodillos. La relación de compresión en todos los motores atmosféricos es 11,0 a 1, igual que en el anterior motor.
Para conseguir una relación de compresión tan alta sin riesgo de detonación ni necesidad de gasolina de octano 98, la refrigeración de la culata está dividida en dos secciones. La sección inferior (en contacto con la cámara de combustión) está refrigerada mediante un flujo de agua más rápido que la superior, donde están los elementos de la distribución. En las tres versiones más potentes, las válvulas de escape necesitan refrigeración interna por sodio.
En las versiones atmosféricas, el colector de admisión tiene longitud variable en función de la carga y el régimen del motor. Si estos dos valores son bajos, el aire entra por un conducto largo. A partir de un cierto régimen y carga, unas mariposas cierran el paso por los conductos largos y el aire entre por otros más cortos. La centralita del motor controla este sistema. El aumento de potencia y par con relación a los otros motores se debe principalmente al aumento de cilindrada y, en menor medida, a este sistema de admisión variable.
El aumento de rendimiento (disminución del consumo específico) se ha conseguido con una reducción del rozamiento en los pistones, bielas y distribución, así como una mezcla mejor hecha.