Mercedes-AMG CLA 45 2020 vận hành bằng khối động cơ xăng M139, có cấu trúc 4 xy lanh thẳng hàng và dung tích 2.0L. Động cơ này có khả năng sản sinh ra lượng công suất 387 mã lực nhờ đạt mô men xoắn cực đại 480 Nm ở trạng thái tiêu chuẩn và nâng lên mức 421 mã lực/500 Nm mô men xoắn ở cấu hình S cao cấp.
Kết hợp cùng hộp số ly hợp kép AMG SPEEDSHIFT DCT 8 cấp và hệ dẫn động 4 bánh 4MATIC+, khối động cơ kể trên cho phép Mercedes-AMG CLA 45 2020 tăng tốc từ 0 – 100km/h trong vòng 4,1 giây ở trạng thái tiêu chuẩn và chỉ cần 4 giây đối với cấu hình S.
Toàn bộ thân xe được gia cố, trang bị hệ thống treo cứng hơn, trong khi phía đưới động cơ được bổ sung thêm tấm chắn bảo vệ làm bằng chất liệu nhôm khối lượng nhẹ. Điểm nhấn của hệ dẫn động 4MATIC+ là công nghệ kiểm soát mô men xoắn AMG Torque Control hoàn toàn mới nằm trong bộ vi sai cầu sau, phân phối lực kéo thông qua 2 bộ ly hợp đa đĩa được điều khiển điện tử với độ chính xác cực cao.
Mercedes-AMG CLA 45 2020 có tổng cộng 6 chế độ lái: Comfort, Sport, Sport+, Slippery, Individual và Race – trong đó riêng chế độ cuối cùng là tùy chọn trên các bản tiêu chuẩn và chỉ có sẵn ở cấu hình S.
