Речь идёт о новом 8-цилиндровом битурбированном двигателе объемом 5,5 литров. Мотор предлагается в двух вариантах мощности – стандартном и с пакетом оснащения AMG Performance. 

В первом случае отдача силовой установки составит 525 лошадиных сил. С пакетом оснащения AMG Performance мотор развивает 557 сил. 

Прирост мощности достигается за счёт увеличения максимального давления наддува с 1,0 бар до 1,3 бар. Внешне мотор с AMG Performance можно узнать по прикрывающему его кожуху со вставками из карбона. Двигатель располагает воздушно-водяным охлаждением воздуха наддува, а также двумя турбонагнетателями. Раскручиваясь до максимальных 185 000 «оборотов», они обеспечивают камеры сгорания 1 750 килограммами воздуха в час. На разгон с места до сотни седану E63 AMG с таким силовым агрегатом требуется 4,3 секунды и 4,2 секунды в стандартном исполнении и с AMG Performance соответственно. У версии E63 AMG T-Modell аналогичные показатели больше на 0,1 секунды. Новый мотор V8 стал экономичнее прежнего на 22% и теперь седан и универсал E63 AMG расходуют в среднем 9,8 литров и 10 литров топлива на 100 километров пути соответственно. Автомобиль снабжён новой системой выпуска AMG Sport, которая лёгче предшественницы на 4,3 килограмма. 

Двигатель агрегатируется 7-ступенчатой спортивной коробкой передач AMG SPEEDSHIFT MCT. «Коробка» весит 80 килограмм и в структуре её корпуса применён магний. В серийную комплектацию входит система «Старт-стоп»: данная система активизируется в режиме движения Controlled Efficiency («C») и отключает 8-цилиндровый двигатель при остановке автомобиля. А также, предусмотрена функция RACE START. 

Mercedes-Benz E63 AMG оснащается спортивными подвеской AMG RIDE CONTROL и электромеханическим параметрическим рулевым управлением AMG и высокоэффективной тормозной системой AMG. 

Спортивная подвеска AMG RIDE CONTROL со стальными амортизационными стойками на передней оси и пневматическими стойками на задней оси, а также системой автоматического регулирования дорожного просвета имеет электронную демпфирующую систему. То есть, в зависимости от дорожной ситуации, данная система автоматически меняет уровень жёсткости и уменьшает угол крена. Передняя колея машины расширена на 56 миллиметров. Нажатием на кнопку водитель может выбрать один из режимов работы подвески: «Comfort», «Sport» или «Sport plus». Система ESP располагает тремя режимами работы: «ESP ON», «Sport Handling Mode» и «ESP OFF». Активизация последних двух осуществляется посредством соответственно короткого и длинного удержания кнопки. 

В качестве опции для модели предлагаются композитно-керамические тормоза AMG, тормозные диски которых легче стандартных на 5,7 килограммов на передней оси и на 4,9 килограмма на задней оси. Максимальная скорость седана и универсала Mercedes-Benz E63 AMG ограничена электроникой на отметке 250 км/ч. По желанию, автомобили можно оснастить пакетом AMG Driver’s Package, с которым данные модели смогут достигать 300 км/ч и 280 км/ч максимальной скорости соответственно.