В базовое оснащение моделей CLS-класса входит новая семиступенчатая автоматическая коробка передач 7G-TRONIC с целым рядом технических новинок. Это первая в мире подобная коробка передач, устанавливаемая на легковых автомобилях, которая в сочетании с современными двигателями обеспечивает превосходную разгонную динамику, великолепные показатели расхода топлива, а также высокое качество и удобство переключения передач.

Всех этих выдающихся качеств семиступенчатой автоматической коробки передач инженеры Mercedes добились благодаря ряду конструктивных новинок, самой важной из которых является увеличение числа передач для движения передним ходом с пяти до семи. Благодаря этому обеспечивается больший диапазон передаточных чисел между низшей и высшей передачами и более плавные, чем у пятиступенчатой КПП, изменения частоты вращения двигателя при смене передачи. Таким образом, практически в любой ситуации движения обеспечивается оптимальное передаточное соотношение.

Кроме этого, инженерам Mercedes удалось добиться значительного прогресса в системе управления переключением передач. Если для резкого ускорения необходимо быстро переключиться на несколько низших передач сразу например, в режиме Kick-down 7G-TRONIC не переключает скорости последовательно. Вместо этого коробка передач использует технику так называемого комбинированного перехода на более низкие передачи: в зависимости от ситуации движения 7G-TRONIC может переходить на четыре передачи вниз сразу. Благодаря этому удалось значительно сократить время переключения по сравнению с прежней пятиступенчатой автоматической коробкой передач.

Чтобы быстро и оптимально использовать внушительную мощь привода в любой дорожной ситуации, семиступенчатая АКПП 7G-TRONIC по желанию может использовать программу управления автоматической коробкой передач в ручном режиме. В этом режиме, обозначенном литерой M, водитель может переключать передачи при помощи кнопок на рулевом колесе или нажатием на рычаг-селектор АКПП. При этом скорости переключаются автоматически только при достижении верхнего и нижнего предела частоты вращения двигателя или при быстром переходе с высших передач на низшие (Kick-down"). На центральном дисплее комбинации приборов показывается индикация включённой в данный момент передачи.

Наряду с программой управления в ручном режиме можно также выбрать режим C (комфорт) или S (спорт), в которых передачи переключаются автоматически. Режим S рассчитан в первую очередь на спортивный стиль вождения - достаточно лишь слегка нажать на педаль газа, и двигатель моментально продемонстрирует всю мощь тягового усилия. В режиме C частота переключений специально установлена ниже, чтобы обеспечить особенно высокую плавность хода и комфортное передвижение.