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.

Прежде, чем стать отдельной моделью CL-класса, Mercedes-Benz C140 входил в линейку представительского S-класса вместе с седаном W140. Машины были построены на общей платформе, но купе отличалось укороченной с 3040 до 2944 мм колёсной базой. Дизайн Mercedes-Benz C140 разработал в 1987-1988 гг. Бруно Сакко. Как и в предыдущем поколении (C126), автомобиль получил крышу хардтоп без центральных стоек. Изначально, в 1992-1993 гг., 8-цилиндровые и 12-цилиндровые купе назывались соответственно 500SEC и 600SEC (Sonderklasse-Einspritzmotor-Coupe). В 1994 г. компания изменила систему обозначений и переименовала модификации в S500 Coupe и S600 Coupe. Наконец, в июне 1996 г. купе были выделены в самостоятельный CL-класс (нем. Coupe Leicht или Coupe Luxus) и получили индексы CL500 и CL600.

На Mercedes-Benz 500SEC/S500/CL500 устанавливался 5-литровый 32-клапанный двигатель V8 M119 мощностью 326 л.с., признанный одним из лучших силовых агрегатов немецкого производства по мнению журналистов изданий Car и Auto Motor Und Sport. Флагманский Mercedes-Benz 600SEC/S600/CL600 оснащался 6-литровым 48-клапанным мотором V12 M120 мощностью 394 л.с., который обеспечивал лучшую динамику, но из-за большей массы автомобиль управлялся хуже, чем его 8-цилиндровый аналог. На некоторых рынках была доступна более экономичная модификация CL420 с 4.2-литровым V8 мощностью 279 л.с. Также существовала «заряженная» версия CL600 AMG с 6-литровым V12 мощностью 445 л.с. Всего с 1992 по 1998 гг. было выпущено 26022 купе Mercedes-Benz C140.

В 1990-1999 гг. тюнинг-ателье AMG ещё не принадлежало компании Daimler-Benz, но в рамках договора о сотрудничестве участвовало в разработке гоночных автомобилей и высокопроизводительных модификаций Mercedes-Benz. У Mercedes-Benz W140 не было официальной AMG-версии, включённой в заводской каталог, однако у дилеров уже продавались пакеты опций от AMG: спортивная подвеска, тормоза, колёсные диски, обвесы, изменённая оптика и т.д. Для привилегированных клиентов AMG по специальному заказу осуществляла более глубокий тюнинг с установкой нового силового агрегата. В большинстве случаев за основу брался длиннобазный 12-цилиндровый Mercedes-Benz 600SEL/S600L, хотя существовала и 8-цилиндровая версия Mercedes-Benz S500 6.0 AMG/S60 AMG с двигателем M119 V8 объёмом 5956 см3 и мощностью 381 л.с.

6-литровый мотор M120 V12 в исполнении AMG развивал 445 л.с. и 623 Нм, но ставился он только на купе C140. Для седана предлагались три специальные модификации этого двигателя с отдельным индексом M297. На Mercedes-Benz S600 7.0 AMG/S70 AMG его объём составлял 7055 см3, мощность – 496 л.с., крутящий момент – 720 Нм, на Mercedes-Benz S600 7.2 AMG/S72 AMG – соответственно 7055 см3, 510 л.с. и 740 Нм, а на Mercedes-Benz S600 7.3 AMG/S73 AMG – 7291 см3, 525 л.с. и 750 Нм. Аналогичные модификации с индексами SL70 AMG, SL72 AMG и SL73 AMG были доступны для родстера Mercedes-Benz R129. Была ещё 6.9-литровая версия этого мотора, разработанная для суперкара Mercedes-Benz CLK GTR, а 7.3-литровый V12 M297 впоследствии ставился на Pagani Zonda. За годы производства Mercedes-Benz W140 фирма AMG построила всего 15-18 седанов S70/S72 AMG и 12 седанов S73 AMG. Ещё она конвертировала 18 купе С140 в кабриолеты, используя мягкий верх от W124, и сделала 18 универсалов S73T AMG (включая 10 – по заказу султана Брунея), объединив переднюю часть от C140 и заднюю от S210.