セダンながらクーペのようなエクステリアを特徴としており、サッシュレス4ドアが採用されている。先代Eクラスセダン（W211型）からの派生車両であり、シャーシおよび内装の基本部分を同車と共有する^[1]。全長と全幅は同車よりも大きい^[2]が、後部座席には2名用であり、乗車定員は4人である。モデル名の「CLS」は、CLクラスとSクラスを掛け合わせたものである。
CLSの登場は、欧州の自動車メーカーからフォルクスワーゲン・パサートCCやジャガー・XF、ポルシェ・パナメーラといった追従モデルを生んだ。

2010年8月、メルセデスベンツは2代目CLSクラスを発表した。デザインは3代目SLKクラスからの新しいメルセデスベンツのデザインの方向性にそったものとなる。ドイツでは4気筒および6気筒のディーゼル版と6気筒のガソリン版が発売され、追って8気筒ガソリン版（CLS 500/550）およびAMG版（63 AMG）の販売が予定されている。 　　　　　　　　　　　

【CLSクラス用パーツ一覧】