1979年9月にフランクフルトモーターショーで初公開された。側面には「サッコプレート」と呼ばれる大型のプロテクターが付き、他車のデザインにも少なからず影響を与え、流行のスタイルとなった。ドアサッシュはボディと同色に塗られ、メッキモールディングが施されている。歴代モデルでは、最長の12年間の長きにわたって製造・販売された。主な安全機構に、エアバッグや衝突時にシートベルトを巻き上げる「シートベルトプリテンショナー」がある。500SELには「ハイドロニューマチックサスペンション」がオプション設定される。オートマチックトランスミッションは4速となった。初期のエンジンラインナップは、直6の2.8L、V8の3.8L、同5L、直5ターボディーゼルの3Lであった。年次改良では直6の2.8Lが3Lに、V8の3.8Lが4.2Lに、同じくV8の5Lが5.6Lに排気量アップされ、直5ターボディーゼルの3Lは6気筒化された後、3.5Lに排気量アップしている。他国の初期仕様は本国仕様とパワーの差が大きかったため、並行輸入車を買い求めるオーナーも少なくなかった。全世界のW126の総販売台数は818,063台。12年間販売されたためであるが、年間の販売台数に換算しても歴代トップの売れ行きである。
W108/W109の後継であるW116は1972年に登場した。このW116から「Sクラス」と名付けられた。前モデルのW108/W109と大きく変わったのが、外見のデザインである。特に、ヘッドライトはW108/W109が縦目のヘッドライトだったのに対し、W116は現在の乗用車と同じような横長の異型ヘッドライトを採用している。ターンシグナルレンズは大型化されている。エンジンは2,800ccの直6、3,500ccと4,500ccのV8に加え、戦後最大級となる6,900ccのV8エンジンがラインナップされていた。この他米国とカナダ向けの3,000cc直5ターボディーゼルエンジンもあった。安全面では交通事故の衝撃から乗員を守るパッセンジャーセルをはじめ、リア車軸上に設置されたフューエルタンク、運転者の傷害を軽減する4本スポーク・ステアリングなどの採用がある。さらに1978年にはボッシュ製の電子制御ABS（前輪）のオプションが新たに設定された。全世界で473,035台売れ、歴代SクラスではW126・W220の次に売れたモデルとなっている。
下位にEクラスが存在し、ダイムラーの販売する車種では上位にマイバッハが存在する。Sクラスをベースとした派生モデルとしてクーペがある。このクーペは、かつてCLクラスの呼称を与えられていた。元々、メルセデス・ベンツブランドの最高峰に位置していたため、従来はショーファードリブンカー（運転手による運転）を強く意識したパッケージングであったが、2002年により高額なマイバッハが登場したことにより、Sクラスはオーナードリブンカーとしての色彩を強くすることとなった。2006年、日本においては8,078台が新規登録された。これは、メルセデス・ベンツのモデルの中ではEクラス（9,639台）に次ぐ第2位である。以下、Cクラス（8,042台）、Bクラス（7,189台）が続く（統計情報、日本自動車輸入組合）。ただし、当年はW221型デビュー直後の新車効果と、Cクラス（W203系）がモデル末期だったことを考慮する必要がある。
本級の船体形状は乾舷の高い平甲板型船体であるが、「ツェサレーヴィチ」と同様に強く引き絞られた特徴的なタンブル・ホーム型船体となっている。これは、水線部から上の構造を複雑な曲線を用いて引き絞り、船体重量を軽減できる船体方式で、他国では同時期のドイツ海軍、アメリカ海軍の前弩級戦艦や巡洋艦などに多く採用された艦形である。外見上の特徴として水線下部の艦首・艦尾は著しく突出し、かつ舷側甲板よりも水線部装甲の部分が突出すると言った特徴的な形状をしている。このため、水線面から甲板に上るに従って甲板面積は小さくなる傾向にある。これは、舷側に配された備砲の射界を船体で狭めずに広い射界を得られることや、当時の装甲配置方式では船体の前後に満遍なく装甲を貼る「全体防御方式」のために船体が短くなればその分だけ装甲を貼る面積が減り、船体の軽量化が出来るという目的に採られた手法である。ほぼ垂直に切り立った艦首から艦首甲板に30.5cm連装主砲塔が1基、その背後に司令塔を組み込んだ装甲艦橋の背後に前部マストが立つが、本級において同世代のアメリカ海軍の戦艦のように籠状のマストを採用して軽量化させたのが外観上の大きな特徴である。前部マストの背後には断面が小判型の2本煙突が立ち、その周囲は艦載艇置き場となっており、船体中央部に片舷1基ずつ計2基配置されたクレーンにより副砲塔を避けて水面に上げ下ろしされた。艦載艇置き場の後部には後部マストが立ち、その後ろの後部甲板上に30.5cm連装主砲塔が後向きに1基配置された。前述のとおり、20.3cm砲は14門のうち8門は連装砲塔形式で前後マストの側面に1基ずつ4基を配置し、残り6門は舷側ケースメイト配置で片舷3基ずつ配置された。その他に対水雷艇用に12cm速射砲は上部構造物の上に防盾の付いた単装砲架で片舷6基ずつ計12基を配置した。この配置により艦首尾線方向に最大30.5cm砲2門・20.3cm砲4門・12cm2門、左右方向には最大30.5cm砲4門・20.3cm砲7門・12cm6門・7.5cm砲10門が指向でき強力な火力を誇っていた。また、日露戦争の戦訓から艦橋には装甲板が貼られて装甲艦橋となると共に、舷側の舷窓が廃止されて舷側に薄い装甲が張られるなど防御力を強化した。だが、その代償として通風能力が低下して乗員に健康被害を出す欠点があったが、この欠点は弩級戦艦の時代にも引き継がれた。また、本給の特徴である籠状マストは細すぎて頂上部に見張り所は振動に悩まされたために1916年～1917年の改装で煙突と同程度まで切り詰められた。