El CL 65 AMG es una adaptación del cupé CL 600, que se diferencia principalmente por el motor. Sigue siendo un V12 con dos turbocompresores, pero con 612 CV en vez de 500.

AMG ha ganado potencia por varios procedimientos. Uno es aumentar la cilindrada, que pasa de 5.513 a 5.980 cm³; el diámetro y la carrera (82,6 x 93,0) son ahora mayores. La presión máxima absoluta de admisión es 2,5 bares. AMG ha tenido que modificar los inyectores para aumentar el flujo de gasolina y cambiar varias piezas para que resistan adecuadamente (los pistones son forjados).

Además de 612 CV de potencia máxima (450 kW), da 1.000 Nm desde 2.000 rpm. Es mucho par máximo, incluso si consideramos que es un motor de 6 litros sobrealimentado. Para buscar una relación mayor entre par y cilindrada hay mirar coches como el Mitsubishi Evo; el motor del CL 65 AMG alcanza 2.100 kPa de presión media.

Esta acoplado a una caja de cambios automática de cinco velocidades tipo «Speedshift», con mandos secuenciales en el volante. Con esta caja, Mercedes-Benz estima una aceleración de 0 a 100 de 4,5 s. La velocidad máxima está limitada a 250 km/h.

Entre las cosas que AMG ha tenido que cambiar para que el coche soporte este motor están las manguetas, el diferencial y los semiejes. Como otros CL, tiene la suspensión neumática activa (ABC), aunque con un ajuste más duro. Las ruedas traseras miden 275/35 19.