Die moderne Motorenpalette garantiert in allen Modellen der GL-Klasse höchsten Antriebskomfort und ansprechende Fahrleistungen bei im Klassenvergleich günstigen Verbrauchswerten. Das Dieselangebot umfasst neben dem 165 kW/224 PS starken V6 im GL 320 CDI die Neuauflage des leistungsstarken V8-Diesels im GL 420 CDI, der jetzt 225 kW/306 PS leistet und ein maximales Drehmoment von 700 Newtonmetern bereitstellt. Beide Selbstzünder unterbieten die EU-4-Limits und arbeiten mit wartungsfreiem Dieselpartikelfilter. Neben dem in der neuen S-Klasse eingeführten, neu entwickelten 5,5-Liter-Motor im GL 500 mit 285 kW/388 PS feiert das zweite Aggregat dieser modernen V8-Motorenfamilie in der GL-Klasse seine Weltpremiere. Im GL 450 verfügt der Motor über ein Hubvolumen von 4,6 Litern und leistet 250 kW/340 PS. Beide Motoren erfüllen ebenfalls die strengen EU-4-Grenzwerte (USA: LEV-II-Standard).

Alle Motorisierungsvarianten des GL sind serienmäßig mit dem siebenstufigen Automatikgetriebe 7G-TRONIC mit DIRECT SELECT ausgerüstet. Ausgezeichnete Fahrleistungen und geringe Verbrauchswerte ergeben sich nicht nur aus der perfekten Kombination hochmoderner Motoren mit der 7G-TRONIC und dem reibungsoptimierten Antriebsstrang. Ein wichtiger Faktor ist auch das vergleichsweise niedrige Gesamtgewicht durch die selbsttragende Karosserie und die für diese stattliche Fahrzeuggröße gute Aerodynamik (Cw 0,37).