La cererea clienților, Mercedes-Benz a produs și un motor diesel E 300 D de 3,0 litri cu 6 cilindri, desemnat pe piața internă drept OM 606. Acest model are avantaje tangibile datorită reducerii zgomotului și vibrațiilor. Astfel, zgomotul de la motorul din habitaclu al lui E 300 D este chiar mai mic decât cel al unui model cu motor cu 6 cilindri în linie pe benzină.
Din punct de vedere tehnic, motorul diesel E 300 D corespunde motorului diesel cu 4 cilindri E 220 D (OM 604) cu un volum de 2,2 litri, dar într-o măsură mai mare - un motor diesel cu 5 cilindri E 250 D (OM 605): Chiulasă cu 4 supape cu precamera, controlat electronic, pompă de injecție în linie conectată la CAN, volantă cu 2 mase la modelele cu transmisie manuală. Arborele cotit al unui motor cu 6 cilindri are șapte rulmenți principali. O caracteristică distinctivă a motorului diesel E 300 D este un sistem de alimentare cu aer reglabil, care este un tub rezonant în trei trepte cu amortizoare mobile și o lungime care se modifică în funcție de turație. Lungimea de aspirație este maximă la turații mici, atunci când este necesară o creștere optimă și scade pe măsură ce puterea crește.
La fel ca la motoarele diesel E 220 D și E 250 D, ca și la E 300 D, analizorul catalitic asigură o emisie de gaze de eșapament acceptabilă din punct de vedere ecologic. Emisia de substanțe nocive în modelele diesel cu 4 valve este mai mică cu o treime în comparație cu cele cu 2 valve, ceea ce permite reducerea toxicității gazelor de eșapament cu 20%.