Der offene Zweisitzer kostet als Diesel rund 3150 Euro mehr als der kleinste Benziner. Der 2,1 Liter große Vierzylinder leistet 150 kW/204 PS und beschleunigt den SLK 250 CDI in 6,7 Sekunden auf 100 km/h. Maximal sind 243 km/h möglich. Die Motorkraft wird durch eine siebenstufige Automatik übertragen, ein Schaltgetriebe mit sechs Gängen soll im zweiten Quartal 2012 folgen.

Trotz der standesgemäß sportlichen Fahreigenschaften stellt Mercedes für den Diesel-Roadster einen geringen Verbrauch in Aussicht: Der Wagen kommt demnach mit 4,9 Litern auf 100 Kilometer aus, was einem CO2-Ausstoß von 128 g/km entspricht. Optisch unterscheidet sich der SLK 250 CDI nicht von den seit Januar verfügbaren Benzinern der dritten Modellgeneration.