奔馳 ML320 的動力性能在同級別車中處于中上等水平。

相較于之前的 ML300，ML320 換裝 3.0T 雙渦輪增壓發動機后，最大功率提升了 15kW，峰值扭矩增加 110N·m，官方“破百”時間從 8.5 秒減少到 7.7 秒，實測最好成績為 7.44 秒，動力提升明顯。

與同級別德系對手相比，ML320 的動力表現不落下風。例如與寶馬 X5 相比，ML320 的動力夠用，油耗表現可能稍好。

在加速測試中，起步時四驅系統輔助使四輪無打滑跡象，瞬間爆發力強，沖刺過程一氣呵成。

制動方面，能取得不到 40 米的成績，四條 255mm 寬度的固特異輪胎功不可沒，制動力輸出均勻，車輛“點頭”現象在可接受范圍。

日常駕駛中，只需 1350rpm 就能爆發最大扭矩，解決了老款油門略顯遲鈍的問題，駕駛更有激情。

此外，變速箱表現出色，讓駕駛者幾乎察覺不到其動作，乘坐舒適性也一直是 ML 的特長，懸架調校柔中帶韌，降噪水準優異，公路駕駛體驗幾乎無可挑剔。

雖然 ML320 在越野方面由于沒有空氣懸架和分動箱等硬件，越野能力有所削減，但應對一般惡劣路況還是沒問題的。