Kling var med i utviklingen av Mercedes' retur til internasjonale konkurranser først på 1950-tallet, og hans seier i landeveisløpet Carrera Panamericana i 1952, hvor han kjørte den ennå eksperimentelle Mercedes-Benz 300SL var et definerende øyeblikk i å forsikre ledelsen i Daimler-Benz at motorsport hadde en plass i Mercedes' framtid. Han fikk plass som fører i den gjenopplivede Mercedes Grand Prix-troppen i 1954, og fullførte under et sekund bak den legendariske Juan Manuel Fangio i sin Formel 1-debut, og tok andreplassen i Frankrikes Grand Prix 1954 på den raske Reims-Gueux-banen. Denne lovende starten skulle imidlertid ikke vare, og da Stirling Moss kom til Mercedes i 1955 ble Kling i praksis degradert til tredjefører. Kling vant dog imponerende seire både i Berlin Grand Prix 1954 (på AVUS, enda en høyhastighetsbane) og i Sveriges Grand Prix 1955.