S 400 BlueHybrid perustuu S 350 -malliin, josta on peräisin 3,5-litrainen V6-bensiinimoottori (205 kW/279 hv). Hybridimallissa on lisäksi sähkömoottori, joka tuottaa 15 kW/20 hv lisätehon.

Liikkeelle lähdettäessä sähkömoottori tukee polttomoottoria 160 newtonmetrin väännöllä. Vaihteistona käytetään 7G-Tronic-automaattivaihteistoa, jonka toiminta on ohjelmistopäivityksellä optimoitu juuri hybridimallia varten.

S 400 BlueHybrid:n start/stop-toiminto aktivoituu alle 15 kilometrin tuntinopeuksissa ja sammuttaa moottorin auton seisahtuessa esimerkiksi kaupunkiruuhkassa tai liikennevaloissa.

S 400 BlueHybrid valmistetaan Sindelfingenissä samalla tuotantolinjalla muiden S-sarjan mallien kanssa.