奔馳 C350 的動力性能相當出色。

它采用了多種動力配置，比如 5L V6 發動機，最大功率為 306 馬力，匹配 7 速手自一體變速器，從靜止到 100 公里加速僅需 5 秒左右。

還有 2.0 升渦輪增壓汽油發動機配 58kW 電動機的組合，當兩者同時工作時，車輛能釋放 600Nm 峰值扭矩，最大功率 201kW，百公里加速 5.9 秒，最高車速可達 250 公里/時。純電模式下，最高車速可達 129 公里/時，續航里程 31 公里。

2012 款奔馳 C350 為 3.5 升 V6 發動機增加直噴系統，最大功率達 302 馬力，扭矩 273 牛米，0-60 英里/小時加速時間約 5.9 秒。

C350 插電式混合動力車型，發動機最大功率 155kW，電動機最大功率 60kW，綜合狀況下有 205kW 的綜合功率以及 599Nm 的峰值扭矩輸出。傳動系統匹配全新升級的 7 速自動變速箱，三廂轎車 0-62 英里/小時加速時間為 5.9 秒，極速可達 250 公里/小時。

在實際駕駛中，C350 動力強勁，中段加速性能突出，有明顯推背感和悅耳的發動機轟鳴聲。不過，其七速自動變速器檔位切換與轉速的匹配性有待提高，瞬間加速性略遜于寶馬 335i 的雙渦輪增壓發動機，但在運動模式下降檔很快。而且新發動機和改進后的變速器讓車輛燃油經濟性獲得提升。