메르세데스-벤츠는 2012 디트로이트 모터쇼에서 두 대의 E 클래스 하이브리드를 공개한다. E 300 블루텍 하이브리드는 디젤 하이브리드, E 400 하이브리드는 가솔린 하이브리드 모델이다. 각각 유럽 시장과 미국 시장을 겨냥하고 있지만, 일본, 중국 등 다른 나라에서도 출시된다.

E클래스 하이브리드의 모듈형 하이브리드 시스템은 2009년 시장에 나온 S 400 하이브리드의 것을 종합적으로 개선한 것이다. 가령, 스타트/스톱 장치의 소음이나 공조 장치의 불편함을 줄였다. 리튬이온 배터리를 적용한 이 모듈형 하이브리드는 다른 모델들에도 발 빠르게 적용해 나갈 수 있으며 가격 상승도 크지 않다는 설명이다. E 400 하이브리드의 차체는 기존 E클래스 그대로이고 실내공간이나 트렁크 용량의 손해도 없다.

미국 시장에 우선 출시되는 E 400 하이브리드는 306마력, 370Nm의 3.5리터 V6 가솔린 엔진을 탑재했다. 여기에 20kW, 250Nm 전기모터(E 300 블루텍 하이브리드와 동일)가 힘을 더하며, 순수 전기 모드로 주행(최고속도 56km/h)하는 것도 가능하다. 부수적인 효율 향상 수단으로는 스타트/스톱, 회생 제동, 부스트 효과, 세일링 기능 등을 적용했다. 0-100km/h 가속 시간은 6.7초, 최고 속도는 209km/h에서 제한된다. 변속기는 하이브리드 용으로 개량된 7G트로닉이다.

미국 CAFE 기준 연비는 도심 24mpg, 고속도로 31mpg, 복합 27 mpg이다. 환산하면 각각 10.2km/L, 13.2km/L, 11.5km/L이다.