Ten silnik jest konstrukcyjnym rozwinięciem jednostki znanej z Mercedesa 350. Przy pojemności skokowej 5461 cm3 i obrotach 6000 obr./min osiąga moc 285 kW. w stosunku do jednostki wyjściowej ma on zwiększoną pojemność skokową o 495 cm3 i większą o 60 kW moc. Wraz ze wzrostem mocy zwiększył się maksymalny moment obrotowy do 530 Nm, który jest do dyspozycji w przedziale 2800 do 4800 obr./min.
Mercedes-Benz ML 500 przyspiesza od 0 do 100 km/h w ciągu 5,8 sekundy, co jest wynikiem o 1,1 s lepszym wynikiem od poprzednika, a maksymalna prędkość została ograniczona do 250 km/h.