Der aus der neuen A-Klasse übernommene 4-Zylinder M260 mit einem Hubraum 1991 cm3 wurde mit einem neuen Doppelschnecken-Turbolader ausgestattet, welcher die Monoschnecken-Turbine des A250 in der 224-PS-Version ersetzt. Der Ladeluftkühler wird durch einen effizienteren Wasser-Luft-Wärmetauscher ersetzt und ermöglicht auf diese Weise eine Verkürzung der Ansaugleitungen. Die gesamte mobile Baugruppe, von der Kurbelwelle bis zu den Nockenwellen, bleibt unverändert, AMG hat es sich jedoch nicht nehmen lassen, die AMG-typische Kartendarstellung und Management-Firmware in das Cockpit zu integrieren. Ergebnis: 400 Nm von 3000 bis 4000 U/Min, wobei ein Großteil davon bereits ab 2000 U/Min verfügbar ist. Die Höchstleistung wird bei 306 PS mit 5800 U/Min erreicht.

Die Kurbelwelle ist an ein AMG Speedshift DCT 7-Gang-Getriebe und danach an einem 4Matic Allradantrieb mit einem elektronisch gesteuerten Mehrscheiben-Ölbad-Mittendifferenzial angeschlossen. Die Drehmomentverteilung zwischen den Achsen kann somit von 100:0 (für geringeren Kraftstoffverbrauch auf der Autobahn) bis 50:50 variieren, wenn das zentrale Differential geschlossen ist und beide Fahrwerke miteinander verbunden sind

Die Fahrwerkstechnik wurde mit dem Ziel einer höheren Steifigkeit und einer verbesserten Präzision in der Säulenführung komplett überarbeitet. Spezifische Nabenträger wurden neu konzipiert, um ausreichend Platz für 4 feste Bremssättel (4 Kolben vorne) und große Bremsscheiben (350 mm vorne, 330 mm hinten) zu bieten. Die Verbindungsstangen sind auf Lagern und nicht auf Silentblocks montiert.

Die Vorderachse ist außerdem mit einer riesigen Chassisversteifungsplatte unter dem Motor ausgestattet, und die Hinterachse ist vollkommen eigenständig, mit einer Halterung, die über starre Schraubfedern an der Karosserie befestigt ist. Ein Teil der Filterung musste daher zu Lasten des Fahrverhaltens geopfert werden. Der A35 AMG ist mit einem Satz mit einer Nanomischung befüllten Pirelli PZero ausgestattet.