Amikor színre lépett az új generációs S-osztály, rögtön két különböző hibrid hajtáslánccal kínálták, előrevetítve egy harmadik, a kategóriában egyelőre egyedülálló verzió közelgő bevezetését. 

A nagy durranás, az S500 Plug-in Hybrid szeptemberben lép reflektorfénybe, piaci forgalmazása 2014-ben veszi kezdetét. 
A hálózatról tölthető hibrid nagyautó környezeti kompatibilitása egy városi törpének is becsületére válna: széndioxid-kibocsátása 69 g/km, átlagos üzemanyag-fogyasztása mindössze 3 liter 100 kilométeren 
A titok a 333 lóerős, háromliteres, hathengeres turbómotor (480 Nm), egy 109 lóerős villanymotor (340 Nm) és egy nagy kapacitású lítiumion akkumulátor összeállításában rejlik. Utóbbi a korábban bevezetett S 400 Hybrid és S 300 BlueTEC Hybrid modellek akkujánál tízszer nagyobb energiasűrűséggel rendelkezik, és külső áramforrásról is feltölthető. 
Ennek részleteiről egyelőre nem nyilatkozott a Mercedes, de annyit elárultak, hogy mintegy 30 kilométert képes megtenni benzinmotorja nélkül az S500 PHEV. 
A modell végsebessége 250 km/óra, százra 5,5 mp alatt gyorsul fel. 
A vezető összesen négyféle hibrid üzemmód közül választhat: az automatikus energiagazdálkodást biztosító hibrid módus mellett rendelkezésére áll a tisztán elektromos üzemmód, az akkuk töltését a későbbiekre fenntartó, átmenetileg a benzinmotort preferáló üzemmód (ez akkor hasznos, ha például autópályán utazunk, de később huzamos városi közlekedés vár ránk), valamint az akkumulátor töltését priorizáló funkció. 
Nem csak a vezető, de maga az autó is képes előre gondolkodni: energiagazdálkodási rendszere a navigációs rendszer adatai alapján nyolc kilométerre előre kalkulálva képes megjósolni a várható forgalmi és menetdinamikai helyzeteket, és már előre ahhoz optimalizálni az akkumulátor töltését, illetve azt áramfelhasználást. 
Az elektromos és hibrid üzemmódok elkülönítését a különleges hangolású, markáns határolási pontú gázpedál is segíti: a vezető pontosan érzi, mikor lépi át a villanymotorok által kiszolgálható teljesítménytartományt.