Im Frühjahr 2004, vier Jahre nach ihrem Start, wertete Mercedes-Benz die erfolgreiche C-Klasse in Technik, Ausstattung und Design deutlich auf. Mit moderner Technik, gutem Langstreckenkomfort und sportlicher Agilität hatte die C-Klasse der Baureihe 203 seit Mai 2000 weltweit mehr als 1,26 Millionen Autofahrer für sich gewonnen. Nie zuvor hatte Mercedes-Benz in so kurzer Zeit so viele Fahrzeuge einer Modellreihe verkauft.
Mit einer intensiven Überarbeitung hatte die Stuttgarter Automobilmarke nun die bewährten Eigenschaften der C-Klasse gestärkt, zusätzlich aber vor allem bei Dynamik, Komfort und Wertanmutung neue Akzente gesetzt. Dabei wurden Fahrwerk, Lenkung und Sechsgang-Schaltgetriebe sportlicher abgestimmt, sodass die C-Klasse ein noch agileres Fahr-Erlebnis bot.
Ein 141 kW (192 PS) starker Vierzylindermotor mit Kompressoraufladung im C 230 KOMPRESSOR ergänzte ab Frühjahr 2004 das Motorenprogramm. Dank des TWINPULSE-Systems, das verschiedene Technologien wie Kompressor, Ausgleichswellen, Ladeluftkühlung, variabel verstellbarer Nockenwellen und Vierventiltechnik kombinierte, verbrauchte der Motor in der Limousine nur 8,9 Liter Super-Benzin je 100 Kilometer (NEFZ-Gesamtverbrauch). Kraftvoll und sparsam zeigte sich auch der weiterentwickelte C 220 CDI, dessen Motor nun 110 kW (150 PS) leistete und damit 5 kW (7 PS) stärker als bisher war.
Im neuen 270 kW (367 PS) starken C 55 AMG, der den C 32 AMG ablöste, bot Mercedes-Benz erstmals in dieser Modellreihe einen Achtzylindermotor. Aus dem Stand beschleunigte der C 55 AMG in nur 5,2 Sekunden auf 100 km/h und ermöglichte mit dem serienmäßigen AMG-Sportfahrwerk sowie dem Fünfgang-Automatikgetriebe mit Lenkrad-Schalttasten und AMG-SPEEDSHIFT sportlichen Fahrspaß auf hohem Niveau. Äußerlich unterschied sich das Spitzenmodell von den anderen Typen der C-Klasse durch ein eigenständiges Front-Design mit elliptischen Doppelscheinwerfern und einen um rund 80 Millimeter verlängerten Vorbau - so wurde der Einbau des kraftvollen V8-Motors möglich. Auch die Schwellerverkleidungen, der Kofferraumdeckel und der Heckstoßfänger betonten durch ihre individuelle Gestaltung den Hochleistungs-Charakter des Achtzylindermodells.
Das Interieur wurde durch ein neues Cockpit-Design mit aufwändig gestalteten Bedienelementen und der serienmäßigen Klimaautomatik THERMATIC noch hochwertiger ausgestattet. Mit großer Sorgfalt und viel Liebe zum Detail hatten die Mercedes-Benz Designer das Interieur der C-Klasse aufgewertet. Das zeigten nicht nur dezente Chromzierteile an verschiedenen Bedienelementen der Instrumententafel, sondern auch neu entwickelte Schalter und modifizierte Sitze mit besserem Komfort. Rundinstrumente im Stil hochwertiger Chronometer bildeten den Mittelpunkt des komplett neu gestalteten Cockpits. Zwischen Tachometer und Drehzahlmesser erschienen Hinweise in einem senkrecht angeordneten Zentral-Display, das mit den Tasten des Multifunktions-Lenkrads korrespondierte und zahlreiche individuelle Einstellungen ermöglichte. Form und Funktion des Klimabediengeräts wurden ebenfalls verbessert: Große übersichtliche Drehregler erleichterten die Einstellungen und leisteten einen weiteren Beitrag zur neuen Wertanmutung des Innenraums.
Das dynamischere äußere Erscheinungsbild bestimmten vor allem der neu gestaltete Frontstoßfänger mit dem markanten, Sportwagen-ähnlichen unteren Lufteinlass und die ebenfalls neue Kühlermaske, die mit drei Lamellen optisch breiter und damit kraftvoller wirkte. Je nach Typ und Ausstattung waren die Lamellen lackiert oder zeichneten sich durch eine sportliche Lochstruktur aus.
Serienmäßig stattete Mercedes-Benz die C-Klasse nun mit Scheinwerfern in Klarglas-Optik aus. Auch der neuartige kratzfestere Lack auf Basis der Nano-Technologie gehörte nun zur Serienausstattung der C-Klasse. Bi-Xenon-Scheinwerfer mit Abbiegelicht, Lenkrad-Schalttasten für das Automatikgetriebe sowie neue Audio- und Navigationssysteme rundeten die Hightech-Wunschausstattung ab.
Dabei unterstrich Mercedes-Benz vor allem mit dem neu entwickelten Abbiegelicht seinen Anspruch als Technologieführer in diesem Marktsegment. Die Kombination aus lichtstarken Bi-Xenon-Scheinwerfern und dem speziellen Abbiegelicht war erstmals in die Nebelscheinwerfer integriert und leuchtete den Bereich neben und vor dem Fahrzeug weitwinklig aus, sodass Fußgänger und Radfahrer beim Abbiegen besser zu erkennen waren und enge Kurven besser einsehbar wurden.
Die von 1493 auf 1505 Millimeter verbreiterte Spur, serienmäßige 16-Zoll-Räder und Breitreifen im Format 205/55 R 16 verstärkten den dynamischen Auftritt der C-Klasse. Zudem erhielten die Lines CLASSIC und ELEGANCE die sportlichere Seitenschwellerverkleidung und den Heckstoßfänger des AVANTGARDE-Modells. Für noch perfektere Fahrdynamik sorgten verschiedene technische Modifikationen an Fahrwerk, Lenkung und Schaltgetriebe der C-Klasse. Zu diesem Maßnahmenpaket, das den Namen DIRECT CONTROL trug, gehörten neu entwickelte Lager an Vorder- und Hinterachse, eine direktere Lenkübersetzung und ein verstärkter Stabilisator an der Hinterachse. Das Resultat war ein agileres Kurvenverhalten ohne Komforteinbußen.
Das serienmäßige Sechsgang-Schaltgetriebe zeichnete sich durch leichte Bedienung und hohe Schaltpräzision aus. Beim C 320 und bei den Modellen mit Sportpaket/Sportpaket AMG setzte Mercedes-Benz ein sportlich abgestimmtes Getriebe mit deutlich kürzeren Schaltwegen als bisher ein.
Zum Sommer 2005 ergänzten vier neue Motorvarianten die Typenpalette der Baureihe 203: Der neue Diesel-Sechszylinder C 320 CDI mit der Common-Rail-Technologie der dritten Generation und serienmäßigem Partikelfilter übertraf den bisherigen Reihenfünfzylinder (125 kW/170 PS) in der Leistung um 32 Prozent und beim Drehmoment um mehr als 27 Prozent. Den C 320 CDI bot Mercedes-Benz als Limousine und T-Modell an. Bei den Benzinern war modernste Sechszylinder-Technologie von Mitte 2005 an erstmals in drei Leistungsklassen lieferbar: im C 230 (150 kW/204 PS), im C 280 (170 kW/231 PS) und im C 350, dessen V6-Motor mit 200 kW (272 PS) Leistung und 350 Newtonmeter Drehmoment ähnlichen Triebwerken deutlich voraus war. Mit dem Einsatz dieser neuen Sechszylinder verringerte sich der Benzinverbrauch gegenüber den Vorgängermodellen um bis zu 13 Prozent.
Den C 230 erhielten Mercedes-Benz Kunden zum Preis des Vierzylinder-Vorgängermodells C 230 KOMPRESSOR. Auch der neue C 280 wurde zum Preis des früheren C 240 angeboten. Der C 350 war serienmäßig mit der Line ELEGANCE oder AVANTGARDE kombiniert und bot 17-Zoll-Leichtmetallräder. Das neue V6-Topmodell der C-Klasse war damit preisgünstiger als der bisherige C 320 in vergleichbarer Ausstattung. Neu waren im Sommer 2005 ebenfalls die Modelle C 280 4MATIC und C 350 4MATIC mit dem permanenten Allradantrieb 4MATIC, die im Vergleich zu den Vorgängermodellen bis zu 45 kW (61 PS) mehr Leistung boten.
Auf Wunsch stand für die neuen V6-Modelle der C-Klasse die einzigartige Siebengang-Automatik 7G-TRONIC zur Auswahl, die perfekt mit dem Durchzugsvermögen und der Elastizität der Motoren harmonierte. Die 4MATIC-Varianten waren serienmäßig mit einem Fünfgang-Automatikgetriebe ausgestattet.
Die umfangreiche Serienausstattung der C-Klasse beinhaltete nun unter anderem Klima-Automatik, Multifunktions-Lenkrad, Windowbags, crashaktive NECK-PRO-Kopfstützen für Fahrer und Beifahrer (in Limousine und T-Modell) sowie die kratzbeständigere Lackierung auf Basis der Nano-Technologie. Neben den individuellen Ausstattungslines CLASSIC, ELEGANCE und AVANTGARDE bot Mercedes-Benz auf Wunsch zwei Sportpakete an, die den sportlich-dynamischen Charakter der C-Klasse nochmals verstärkten.
In Sindelfingen endete die Produktion der C-Klasse Limousine der Baureihe W 203 am 14. Dezember 2006, wenige Wochen später lief am 1. März 2007 auch in Bremen der letzte W 203 vom Band. Bereits im September 2006 hatte Mercedes-Benz die zweimillionste C-Klasse der Baureihe 203 mit ihren drei Karosserieformen ausgeliefert. Den größten Anteil an diesem Erfolg, der die Baureihe 203 zum Bestseller im Personenwagenprogramm der Stuttgarter Marke machte, hatte die Limousine mit mehr als 1,4 Millionen Fahrzeugen.
