Aj plug in hybridná verzia S 580 e prichádza na trh vo verziách s krátkym a dlhým rázvorom. Cena tohto modelu v súlade s očakávaním vysoko prekračuje hranicu 100 000 eur. Začína na úrovni 126 816 eur. Základom hybridného pohonu je šesťvalcový radový motor M 256 s výkonom 270 kW/367 a k nemu sa pridáva elektromotor s výkonom 110 kW. Celkový systémový výkon dosahuje hodnotu 375 kW, krútiaci moment 750 Nm.

Kombinácia slušného výkonu elektromotora a elektrického dojazdu, presahujúceho 100 km, umožní Mercedesu S jazdiť v mnohých situáciách na čisto elektrický pohon. Maximálna rýchlosť v "elektrickom režime" je obmedzená na 140 km/h. Súčasťou sériovej výbavy je nabíjačka s výkonom 11 kW, na rýchlonabíjanie jednosmerným prúdom slúži nabíjačka s výkonom 60 kW. Aj pri vybitom akumulátore je tak úplné nabitie možné v priebehu približne 30 minút.