Otro gran avance que aportó el W123 fue en el campo de los motores diésel, presentando una motorización muy variada con grandes mejoras en potencia, vida útil y economía, en la cual destacaba el 300D turbodiesel que presenta por primera vez (junto con la Clase S) un automóvil con motor diésel turboalimentado al mercado mundial, generando toda una revolución en la tecnología diésel.