В 1991 г. на Женевском автосалоне был представлен новый Mercedes-Benz S-класса W140, который разрабатывался почти 10 лет и стоил компании около $1 млрд. Традиционно модели S-класса были мировыми лидерами в области комфорта и высоких технологий, и W140 не стал исключением. С него началась эпоха компьютеризации автомобиля: на W140 впервые использовались компьютерная система стабилизации ESP, электронное управление подвеской ADS (Adaptive Damping System), тормозная система распределения усилий Brake Assist и Acceleration Slip Regulation (ASR), а также параметрическое рулевое управление с переменным коэффициентом усиления, боковые подушки безопасности, электропривод и подогрев зеркал заднего вида, 2-х или 4-зонный климат-контроль (работавший при выключенном двигателе), электрически регулируемые в 12-ти позициях ортопедические сиденья с подогревом и памятью и автоматически закрывающиеся двери и багажник. Кроме того, автомобиль имел уникальный стеклопакет с повышенной свето- и звукоизоляцией, предотвращавший запотевание и обледенение стёкол, и стеклоподъёмники, которые самостоятельно останавливались при встрече постороннего предмета (пальца). На ранние модели устанавливались небольшие задние угловые антенны, выдвигавшиеся при заднем ходе для ориентира по габаритам, а в 1995 г. их заменили ультразвуковой системой парктроник.

Для W140 была разработана новая линейка двигателей с клапанной системой DOHC и электронным впрыском топлива, которые обеспечивали высокую производительность и низкий расход топлива. "Бюджетная" модель 300SE/300SEL оснащалась рядными 6-цилиндровыми силовыми агрегатами объёмом 2.8 (193 л.с.) или 3.2 л. (231 л.с.). Более престижные модификации 400SE/400SEL и 500SEL предлагались с моторами V8 объёмом 4.2 (279 л.с.) и 5.0 л. (335 л.с.) соответственно. Как на американском, так и не европейском рынках была доступна модификация 300SD с 3.5-литровым 6-цилиндровым турбодизелем мощностью 150 л.с. Наконец, завершал гамму роскошный Mercedes-Benz 600SEL с первым для компании 6-литровым двигателем V12 мощностью 400 л.с. Больше мощности получали только те клиенты, которые заказывали в тюнинг-ателье AMG (в 1993 г. вошедшем в состав Daimler-Benz) специальные версии W140 с 7-ми и 7.3-литровыми V12 мощностью до 525 л.с., которые впоследствии нашли себе применение на суперкаре Pagani Zonda.

Mercedes-Benz S-класса 1991-1998 гг. выпускался как 4-дверный седан с колёсной базой 3040 мм (W140) или 3139 мм (V140) и купе с колёсной базой 2944 мм (C140). С 1996 г. купе выделилось в самостоятельный CL-класс. Mercedes-Benz W140 получил аэродинамический несущий кузов нового поколения и передовую независимую подвеску на двойных поперечных рычагах спереди и многорычажную сзади. 5-ступенчатая механическая коробка передач была стандартной на 6-цилиндровых модификациях, остальные оснащались 4-ступенчатой автоматической трансмиссией, в 1995 г. заменённой на 5-ступенчатую. Mercedes-Benz W140 в среднем стоил на 25% дороже своего предшественника: от 90000DM за 300SE до 220000DM за 600SEC. Несмотря на последующее снижение стоимости, он продавался не так хорошо, как W126. С 1991 по 1998 гг. было произведено 432732 экземпляра, включая 26022 купе.

В 1993 г. компания изменила названия всего модельного ряда. Теперь буква, обозначающая класс, ставилась перед трёхзначным числом (объём двигателя), а остальные символы были ликвидированы. Соответственно модификации 300SE/300SEL были переименованы в S280 и S320, 400SE/400SEL - в S420, 500SEL - в S500, 300SD - в S300 и 600SEL - в S600. Купе С140 продавалось как CL420, CL500 и CL600. В 1994 г. проводились незначительная внешняя модернизация и сокращение вредных выбросов. С 1994 г. компания стала серийно выпускать на базе S-класса бронированные седаны Guard и удлинённые на метр лимузины Pullman. В 1997 г. для Папы Римского Иоанна Павла II в единственном экземпляре был построен S500 Landaulet. В Европе Mercedes-Benz W140 обрёл дурную славу после парижской аварии в августе 1997 г., когда в нём насмерть разбились принцесса Диана и Доди аль-Файед. В России этот Mercedes-Benz S-класса стал символом постсоветской эпохи: в начале 90-х "шестисотый" массово покупали т.н. "новые русские", в том числе олигархи и криминальные авторитеты.