Mercedes-Benz je na zahtjev kupaca proizveo i 3,0-litreni 6-cilindrični dizelski motor E 300 D, na domaćem tržištu označen kao OM 606. Ovaj model ima opipljive prednosti zbog smanjenja buke i vibracija. Stoga je buka motora u putničkom prostoru modela E 300 D niža nego kod modela s benzinskim rednim 6-cilindričnim motorom.
Tehnički, dizel E 300 D odgovara 4-cilindričnom dizel motoru E 220 D (OM 604) s volumenom od 2,2 litre, ali u većoj mjeri - 5-cilindrični dizelski motor E 250 D (OM 605): glava cilindra s 4 ventila s predkomorom, elektronički upravljana, CAN spojena linijska pumpa za ubrizgavanje, 2-maseni zamašnjak na modelima s ručnim mjenjačem. Radilica 6-cilindričnog motora ima sedam glavnih ležajeva. Posebnost dizelskog motora E 300 D je podesivi sustav dovoda zraka, koji je trostupanjska rezonantna cijev s pomičnim prigušivačima i duljinom koja se mijenja ovisno o brzini. Duljina usisavanja je najveća pri niskom broju okretaja u minuti, kada je potrebno optimalno pojačanje, i smanjuje se s povećanjem snage.
Kao i kod dizelaša E 220 D i E 250 D, kao i kod E 300 D, katalitički analizator osigurava ekološki prihvatljivu emisiju ispušnih plinova. Emisija štetnih tvari u dizelskim modelima s 4 ventila manja je za trećinu u usporedbi s onima s 2 ventila, što omogućuje smanjenje toksičnosti ispušnih plinova za 20%.