A vásárlók kérésére a Mercedes-Benz egy 3,0 literes, 6 hengeres E 300 D dízelmotort is gyártott, a hazai piacon OM 606 néven. Ennek a modellnek kézzelfogható előnyei vannak a zaj- és rezgéscsökkentésnek köszönhetően. Így az E 300 D utasterében a motor zaja még alacsonyabb, mint egy soros, 6 hengeres benzinmotoros modellé.
Műszakilag az E 300 D dízel megfelel az E 220 D 4 hengeres dízelmotornak (OM 604) 2,2 literes térfogattal, de nagyobb mértékben - egy 5 hengeres E 250 D dízelmotor (OM 605): 4 szelepes hengerfej előkamrával, elektronikusan vezérelt, CAN csatlakozású soros befecskendező szivattyú, 2 tömegű lendkerék a kézi váltóval szerelt modelleken. A 6 hengeres motor főtengelyének hét fő csapágya van. Az E 300 D dízelmotor megkülönböztető jellemzője az állítható levegőellátó rendszer, amely egy háromfokozatú rezonáns cső mozgatható lengéscsillapítókkal és a sebességtől függően változó hosszúsággal. A szívási hossz alacsony fordulatszámon a legnagyobb, amikor optimális löketre van szükség, és csökken a teljesítmény növekedésével.
Az E 220 D és E 250 D dízelekhez hasonlóan az E 300 D-hez hasonlóan a katalitikus analizátor környezetvédelmi szempontból elfogadható kipufogógáz-kibocsátást biztosít. A 4 szelepes dízelmodellek károsanyag-kibocsátása egyharmadával kevesebb, mint a 2 szelepeseknél, ami lehetővé teszi a kipufogógázok toxicitásának 20%-os csökkentését.