Los modelos AMG son las versiones más potentes de Mercedes-Benz. En el caso del Clase S hay dos: 63 AMG y 65 AMG. El primero de ellos tiene un motor de gasolina 6.2 V8 de 525 CV y un cambio automático de siete velocidades mientras que el segundo lleva un 6.0 V12 de 612 CV y un cambio automático de cinco marchas. Ambos llevan levas detrás del volante y un sistema de tracción trasera.
En verano Mercedes-Benz cambiará el motor del Clase S 63 AMG por un 5.5 V8 de 544 CV. No es el único modelo con este motor, también lo llevan el CL 63 AMG y el SL 63 AMG. Otros Mercedes-Benz lo comparten pero con otras potencias: Clase E 63 AMG (514 CV), CLS 63 AMG (514 CV), ML 63 AMG (510 CV), R 63 AMG (510 CV), CLK 63 AMG (481 CV) y C 63 AMG (467 CV).
Está disponible con dos tipos de carrocería, una corta y una larga. Con ambas tiene una anchura de 1,87 m y una altura de 1,48 m. La diferencia está en la longitud, 5,10 m la corta y 5,23 m la larga. El precio del 63 AMG con carrocería corta tiene es 152.150 € y de 159.950 € con la larga.
Esta primera variante acelera de 0 a 100 km/h en 4,6 segundos y una velocidad máxima de 250 km/h. Su consumo medio con la carrocería corta es de 14,4 l/100 km y una décima más con la larga
El Clase S 65 AMG sólo está a la venta con carrocería larga y su precio es de 247.100 €. Su motor es el mismo que llevan el Clase SL 65 AMG y el Clase CL 65 AMG. Hay otros modelos de otras marcas con el mismo propulsor como los Maybach 57 S y 62 S.
Esta versión acelera de 0 a 100 km/h en 4,4 segundos y tiene una velocidad limitada de 250 km/h. Tiene un consumo medio de 14,5 l/100 km. Se trata de un dato muy interesante teniendo en cuenta las características del modelo. De hecho, entre sus competidores con una potencia entre 600 y 650 CV se trata del que menos consume.
Además, las versiones AMG se diferencian del resto tanto en el interior como en el exterior. Son diferentes los paragolpes, los retrovisores o las luces de marcha diurna. En el interior cambia el diseño de los asientos y algunos elementos decorativos como una inscripción que hay en el cuadro de instrumentos.
El equipamiento de ambos modelos está a la altura. Entre otros elementos de serie, los Clase S AMG llevan airbags de cabeza delanteros y traseros, airbags laterales traseros y delanteros, arrancada fácil en rampa, control de presión en neumáticos, control de estabilidad, espejos exteriores electrocrómicos, faros de xenón, preparación para colisiones inminentes, programador de velocidad, reposacabezas activos, retrovisor interior electrocrómico, suspensión adaptable y deportiva, asiento del conductor con ajuste eléctrico, de contorno variable, con calefacción, con masaje y ventilados, climatizador, freno de estacionamiento automático, memoria de ajustes en asientos delanteros eléctricos, tapicería de cuero, navegador y alarma antirrobo entre otros.