Na želanie zákazníkov vyrobil Mercedes-Benz aj 3,0-litrový 6-valcový naftový motor E 300 D, na domácom trhu označovaný ako OM 606. Tento model má hmatateľné výhody v dôsledku zníženia hluku a vibrácií. Hluk motora v priestore pre cestujúcich je teda v E 300 D ešte nižší ako pri modeli s benzínovým radovým 6-valcovým motorom.
Technicky vznetový E 300 D zodpovedá 4-valcovému dieselovému motoru E 220 D (OM 604) s objemom 2,2 litra, ale vo väčšej miere - 5-valcový dieselový motor E 250 D (OM 605): 4-ventilová hlava valcov s predkomôrkou, elektronicky riadená, CAN-pripojené in-line vstrekovacie čerpadlo, 2-hmotový zotrvačník pri modeloch s manuálnou prevodovkou. Kľukový hriadeľ 6-valcového motora má sedem hlavných ložísk. Charakteristickým znakom naftového motora E 300 D je nastaviteľný systém prívodu vzduchu, čo je trojstupňová rezonančná trubica s pohyblivými tlmičmi a dĺžkou meniacou sa v závislosti od rýchlosti. Dĺžka nasávania je maximálna pri nízkych otáčkach, keď je potrebné optimálne zosilnenie, a znižuje sa so zvyšujúcim sa výkonom.
Rovnako ako u dieselových motorov E 220 D a E 250 D, rovnako ako u E 300 D, katalytický analyzátor zabezpečuje emisie výfukových plynov prijateľnú pre životné prostredie. Emisie škodlivých látok v 4-ventilových dieselových modeloch sú o jednu tretinu nižšie v porovnaní s 2-ventilovými, čo umožňuje znížiť toxicitu výfukových plynov o 20%.