Im Dezember 1984 erschien in der mittleren Baureihe eine neue Modellgeneration, die die Nachfolge der seit neun Jahren produzierten Baureihe 123 antrat. Die technische Gesamtkonzeption der Typenreihe 124 wies enge Parallelen zur Kompaktklasse auf; durch Verwendung hochfester Stahlbleche sowie anderer gewichtsreduzierender Materialien und die aerodynamische Optimierung der Karosserie hatte man auch in der mittleren Baureihe eine deutliche Herabsetzung des Kraftstoffverbrauchs erzielt.
Gleichzeitig wurde der mit der S-Klasse und der Kompaktklasse erreichte Sicherheitsstandard trotz Leichtbau weiter optimiert. Der Fahrgastraum der Baureihe 124 zeichnete sich durch hohe Seitenaufprall- und Überschlagfestigkeit aus und war mit ausgeklügelten Deformationszonen im Vorbau und im Heck versehen. Das Kriterium des asymmetrischen Frontalaufpralls mit 40 % Überdeckung und 55 km/h wurde nun auch von den Limousinen der mittleren Baureihe erfüllt. Außerdem hatte man zum Schutz von Fußgängern und Zweiradfahrern den Bereich möglicher Kontaktzonen stoßnachgiebig konzipiert.
Hinsichtlich der stilistischen Gestaltung bestanden ebenfalls zahlreiche Gemeinsamkeiten mit der Kompaktklasse. Davon abgesehen, präsentierte sich die neue Typenreihe aber auch mit eigenständigen Design-Elementen, die erstmals verwendet wurden und getreu der Maxime "form follows function" sachlich-funktionale Hintergründe hatten. Die charakteristische Form des sich nach hinten verjüngenden und an den seitlichen Oberkanten stark abgerundeten Wagenhecks war aerodynamisch besonders günstig und ging auf Versuche im Windkanal zurück. Zwei weitere typische Design-Merkmale - der trapezförmig weit heruntergezogene Kofferraumdeckel und die schrägen Innenkanten der fast quadratisch geformten Rückleuchten - ermöglichten eine besonders tief liegende Ladekante, die das Beladen des voluminösen Kofferraums erleichterte.
Ein bemerkenswertes innovatives Konstruktionsdetail stellte der hubgesteuerte Panorama-Scheibenwischer dar, der mit 86 % gewischter Durchsicht das seinerzeit weltweit größte Wischerfeld eines Pkw ermöglichte. Durch eine der Drehbewegung überlagerte Hubbewegung waren die oberen Ecken der Windschutzscheibe weitaus effizienter freizuwischen als mit einem konventionellen Einarmwischer. Elektrisch beheizte Scheibenwaschdüsen gehörten bei allen Modellen der Baureihe zur Serienausstattung.
Hervorragende Fahreigenschaften ermöglichten die bereits von der Kompaktklasse bekannten Vorder- und Hinterachskonstruktionen. Die neuen Mittelklasse-Modelle verfügten ebenfalls über eine an einzelnen Dreiecks-Querlenkern geführte Dämpferbein-Vorderachse mit Bremsnick-Abstützung sowie eine Raumlenker-Hinterachse, bei der jedes Hinterrad an fünf unabhängigen Lenkern geführt war.
Die Motoren stellten überwiegend Neuentwicklungen dar, nur die Vierzylinder-Aggregate der Typen 200 und 230 E stammten von der Vorgängerbaureihe W 123. Neben von Grund auf neu konstruierten Sechszylinder-Einspritzmotoren mit 2,6 l und 3,0 l Hubraum gab es eine neue Dieselmotoren-Generation, deren 2,0-l-Vierzylindermotor bereits im 190 D zum Einsatz kam und nun um eine 2,5-l-Fünfzylinder- sowie eine 3,0-l-Sechszylinder-Variante ergänzt wurde.
Äußerlich waren alle Modelle der Baureihe nahezu vollkommen identisch; Unterschiede gab es nur im Endschalldämpfer, der sich bei den Sechszylindertypen zweiflutig präsentierte, und in der Bugschürze, die beim 300 D und den Fahrzeugen mit Klimaanlage lamellenartige Lufteinlaßschlitze aufwies.
Auf der Frankfurter IAA debütierte im September 1985, acht Monate nach Markteinführung der Limousinen, auch eine T-Modell-Variante der Baureihe 124. Gleichzeitig wurde das "Mercedes-Benz Fahrdynamik-Konzept" vorgestellt, das mit dem Automatischen Sperr-Differential (ASD), der Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) und dem automatisch zuschaltenden Vierradantrieb 4MATIC drei abgestufte elektronisch-automatische Fahrdynamik-Systeme umfaßte. Die 4MATIC, das technisch aufwendigste System des neuen Konzepts, stand für die Sechszylinder-Limousinen und -T-Modelle der Baureihe 124 zur Verfügung und beinhaltete außer der komplexen Regelungselektronik einen kompletten zusätzlichen Vorderradantrieb mit Verteilergetriebe und Differential. Die Einbauverhältnisse im Motorraum hatten es konstruktiv erforderlich gemacht, bei den 4MATIC-Modellen das Ausgleichsgetriebe des vorderen Antriebsstrangs in die Ölwanne zu integrieren. Der hohe technische Aufwand dieses perfektionierten Vortriebssystems schlug sich allerdings auch im Verkaufspreis nieder. Die Typen 260 E 4MATIC und 300 E 4MATIC, deren Auslieferung erst im Frühjahr 1987 begann, waren fast 12.000,- DM teurer als ihre hinterradgetriebenen Pendants.
Wie in der Mittelklasse-Baureihe von Mercedes-Benz seit Jahrzehnten üblich, waren auch von der Typenreihe 124 Fahrgestelle mit Teilkarosserie lieferbar, die von Aufbauherstellern im In- und Ausland zu Krankenwagen, Kombiwagen oder anderen Sonderausführungen ausgebaut wurden. Ein Novum bestand darin, dass die Fahrgestelle nun erstmals auf den T-Modelle basierten und zusammen mit diesen auch in Bremen gefertigt wurden. Neben der Variante mit normalem Radstand, von der die Typen 250 D und 230 E verfügbar waren, gab es zusätzlich auch wieder eine verlängerte Ausführung, die als 250 D, 230 E und 260 E angeboten wurde. Krankenwagen-Aufbauten auf diesen Fahrgestellen entstanden vornehmlich bei Binz in Lorch, Miesen in Bonn und Visser in Leeuwarden. Zu den bekanntesten Herstellern von Bestattungswagen auf Basis W 124 gehörten die Karosseriebau-Unternehmen Pollmann in Bremen, Rappold in Wülfrath, Stolle in Hannover und Welsch in Mayen.
Ab September 1985 stand für alle benzingetriebenen Modelle der Baureihe, ausgenommen den vergaserbestückten Typ 200, auf Wunsch eine geregelte Abgasreinigungsanlage mit Dreiwege-Katalysator zur Verfügung. Alternativ war die sogenannte "RÜF-Version" erhältlich, bei der das Fahrzeug ohne Katalysator und Lambdasonde, aber mit dem multifunktionalen Gemischaufbereitungs- und Zündsystem ausgeliefert wurde. Eine Nachrüstung mit dem geregelten Katalysator konnte bei einem "Rückrüstfahrzeug" jederzeit und ohne Probleme vorgenommen werden. Diese Regelung gestattete dem Kunden größtmögliche Flexibilität, den Zeitpunkt der Umrüstung betreffend - in Anbetracht der zunächst noch nicht flächendeckenden Versorgung mit bleifreiem Kraftstoff ein nicht unerheblicher Vorteil. Die Sechszylindermodelle wurden serienmäßig in RÜF-Ausführung geliefert; deren Leistung durch die Umstellung auf das MF-System geringfügig gesunken war, beim 230 E gab es die RÜF-Version dagegen zunächst nur als Sonderausstattung. Ab September 1986 war auch das Vergasermodell mit Abgasreinigungsanlage erhältlich, und der geregelte Katalysator gehörte bei allen Mercedes-Benz Pkw-Modellen mit Otto-Motor zur Serienausstattung; die Rückrüstfahrzeuge waren - mit entsprechendem Preisabschlag - bis August 1989 auf Wunsch weiterhin lieferbar.
Im Jahre 1987 wurde das Typenprogramm der Baureihe 124 nochmals erweitert. Zunächst debütierten im März auf dem Genfer Automobil-Salon zwei Coupé-Modelle, die als dritte Karosserievariante das Angebot vervollständigten. Auf der Frankfurter IAA im September folgten mit den Typen 300 D Turbo und 300 D Turbo 4MATIC zwei neue Limousinen; beide verfügten über das 143 PS starke 3,0-l-Sechszylinder-Turbodiesel-Aggregat, das bereits zwei Jahre zuvor in den entsprechenden T-Modellen präsentiert worden war. Eine Weltneuheit stellte nur die 4MATIC-Version dar; der konventionell angetriebene 300 D Turbo gehörte seit April 1986 zum Verkaufsprogramm der amerikanischen Vertriebsgesellschaft MBNA. Die Turbodiesel unterschieden sich auch äußerlich von den anderen Modellen der Baureihe: Außer den auch bei der Saugmotor-Variante vorhandenen Lufteinlaßschlitzen in der Bugschürze wiesen sie fünf zusätzliche Luftansaugkiemen im rechten Vorderkotflügel auf.
Ein Jahr später, im September 1988, wurden auf dem Pariser Automobil-Salon mit den Typen 200 E und 250 D Turbo zwei weitere Modellvarianten der mittleren Baureihe vorgestellt. Auch in diesem Fall war nur ein einziger echter Neuzugang zu verzeichnen, nachdem der 200 E mit dem bewährten 2,0-l-Einspritzmotor des 190 E schon seit Jahren für den italienischen Markt produziert wurde. Der 250 D Turbo war durch einen Griff in den Baukasten entstanden: Er entsprach prinzipiell dem 250 D, hatte jedoch den aufgeladenen 2,5-l-Dieselmotor erhalten, der bereits in der Kompaktklasse verwendet wurde, nun aber bei beiden Typen in modifizierter Ausführung zum Einsatz kam. Bei den ab September 1988 wirksamen Änderungen, die zeitgleich auch bei dem 3,0-l-Sechszylinder-Turbodiesel erfolgten, stand eine Verringerung des Partikelausstoßes durch Verbesserung des Verbrennungsablaufs im Vordergrund. Erreicht wurde dieses Ziel durch Verwendung einer neu konstruierten Vorkammer mit Schrägeinspritzung, die eine effizientere Verbrennung gewährleistete. Angenehmer Nebeneffekt der neuen Diesel-Technologie war eine Leistungssteigerung von 4 PS bei beiden Motoren. Das äußere Erscheinungsbild des 250 D Turbo entsprach hinsichtlich der zusätzlichen Lufteinlaßöffnungen dem Schwestermodell mit 3,0-l-Turbomotor.
Alle Modelle der Baureihe erhielten im September 1988 eine erweiterte Serienausstattung, zu der nun auch das Anti-Blockier-System ABS und ein beheizter rechter Außenspiegel gehörten. Die Scheibenwaschanlage, die man von der S-Klasse übernommen hatte, war mit einem beheizten Waschbehälter sowie beheizten Düsen und Schläuchen versehen.
Im Rahmen der Initiative "Diesel '89" wurden im Februar 1989 auch die nicht aufgeladenen Diesel-Pkw mit überarbeiteten Motoren ausgerüstet, die nun ebenfalls die neuen Vorkammern mit Schrägeinspritzung verwendeten. Zusätzlich hatte man die Einspritzpumpen aller Diesel-Saugmotoren mit einer Höhenkorrekturdose versehen, um die Emissionen auch bei Höhenbetrieb niedrig zu halten. Die verbesserten Modelle, deren Partikelemission um 40 % reduziert werden konnte, erfüllten auch ohne Rußfilter die strengen in den USA geltenden Partikelgrenzwerte und arbeiteten praktisch rauchfrei. Auch bei den Saugmotoren war die neue Diesel-Technologie nicht frei von Nebenwirkungen. Die Maßnahmen zur Optimierung hatten eine Leistungssteigerung von 3 PS beim 200 D bzw. 4 PS beim 250 D und 300 D zur Folge. Noch weiter reduziert wurden die Schadstoffemissionen mit Hilfe einer aufwendigen Abgasreinigungsanlage, bei der man einen speziell für Dieselmotoren entwickelten Oxidationskatalysator mit einer sorgfältig abgestimmten Abgasrückführung kombiniert hatte. Dieses sehr effiziente System war ab Oktober 1990 für Diesel-Pkw mit Saugmotor, ein halbes Jahr später dann auch für die Typen mit Turbomotor als Sonderausstattung erhältlich.