Первоначально W126 предлагался в кузове седан с рядными 6-цилиндровыми двигателями, V8 и турбодизельными моторами. В сентябре 1981 была представлена версия купе с двухдверным кузовом. Автомобиль комплектовался подушкой безопасности, преднатяжителеями ремней, трекшн-контролем и многим другим. W126 выпускался на протяжении 12 лет. Это самый большой срок жизни моделей S-класса для Мерседес. В общей сложности за годы выпуска было продано 892123 машины. Из них 818063 седана и 74060 купе. Данный факт делает эту машину самой популярной среди S-класса.

Вслед за дебютом W116 Mercedes приступил к разработке новой модели. Она должна была отличаться меньшим расходом топлива и улучшенными ездовыми качествами. Модель получила кодовое имя «проект W126». Модель должна была сохранить лидерство Mercedes на мировом рынке представительских автомобилей. Благодаря тому, что автомобиль испытывался в аэродинамической трубе и в его конструкции были применены новые материалы и сплавы, был снижен расход топлива на 10 % и улучшена аэродинамика. Все это повысило максимальную скорость (250 км/ч у самых мощных версий) и улучшило ходовые качества автомобиля. После шести лет разработки автомобиль был представлен на международном автосалоне во Франкфурте в сентябре 1979 года. Модельный ряд был представлен восемью версиями в стандартном (S,SE,SD) и удлиненном (SEL,SDL) кузовах: 280S/SE/SEL, 380SE/SEL, 500SE/SEL и 300SD/SDL. Длиннобазные версии имели индекс V126, но об этом большинство не знало. В 1981 году во Франкфурте были представлены версии купе 380 SEC и 500SEC. В том же году Wheels Magazine выбрал W126 380SE автомобилем года. В сентябре 1985 во Франкфурте была представлена обновленная модель. Помимо внешних изменений реконструкции подверглись двигатели. Были внесены изменения в конструкцию 6-цилиндровых двигателей, а также появилась новая V-образная «восьмерка» объемом 4.2 литра. W126 был заменен на конвейере в 1992 моделью W140. Хотя на заводе в ЮАР автомобиль выпускался до 1994 года, а на заводах в Индии до сих пор.

W126 представил новый стиль марки, который использовался Mercedes в других моделях в 80-х. От предшественника его отличал более низкий профиль кузова с улучшенной аэродинамикой (Cx=0.36 для седана и 0.34 для купе). Впервые автомобиль лишился традиционных хромированных бамперов. На смену им пришли деформируемые из полиуретана, визуально сливавшиеся с кузовом. Дизайн кузова этого автомобиля, который знающие толк в солидной эстетике дипломаты и арабские шейхи отождествляют с эталоном интеллигентности и «высокого стиля», принадлежит итальянцу Бруно Сакко. Этот автомобиль считается его лучшей работой. Недаром мотивы дизайна машины еще много лет использовали японцы в своих седанах Lexus.