Diese Stufe der Baureihe 300 hat erheblich zum hervorragenden Ruf der 300er-Motoren beigetragen. Lange Experimente mit verschiedenen Brennverfahren führen zu einer nahezu mittig mit einer Schräge von 30 Grad angeordneten Vierloch-Einspritzdüse sowie zu einem zylindrisch im Kolben angeordneten Brennraum. Bohrung und Hub und damit auch der Hubraum des Sechszylinders von 5,675 Litern stammen vom OM 322.

Der Motor kommt in mehreren Leistungsvarianten mit 100, 110 und 126 (später 130) PS. Besserer Wirkungsgrad und günstigere Verbrennung verringern die thermische Belastung im Vergleich zu den Vorgängermotoren. Der höhere Zünddruck von 80 statt 60 bar bereitet den Triebwerken keine Probleme. Die neuen Motoren genießen bald einen hervorragenden Ruf und ersetzen die Vorkammermotoren OM 312, OM 321 sowie OM 322.

Es folgen erste Vierzylinder mit Direkteinspritzung

Parallel zu den Sechszylindern präsentiert Daimler-Benz erstmals gleichzeitig entwickelte Vierzylinder, auf das Kürzel OM 314 getauft. Sie besitzen ein Hubvolumen von 3,78 Litern, die Leistung beläuft sich auf 80, später 85 PS. Zum Einsatz kommen sie wie ihre größeren Brüder in den neuen Frontlenkern der LP-Baureihe. Später treffen sich bei Baureihen überdies in den Großtransportern, nach ihrem Fertigungsstandort „Düsseldorfer“ genannt, im davon abgeleiteten kleinen Bus O 309, im Unimog sowie im Schlepper MB-trac.

Mercedes-Benz O 309.

Die großen Vierzylinder besitzen zwangsläufig nicht die Laufkultur des Sechszylinders, auch zeigt sich die Langhubigkeit in diesem Fall als deutlicher Nachteil. „Das war kein vornehmer Motor“, drückt sich Entwickler Körner sehr zurückhaltend aus. Die Ingenieure probieren zwar erfolgreich, den Motor mit zwei Ausgleichswellen zu zähmen, doch Kostengründe sprechen gegen diesen Aufwand. „Das wäre unsinnig teuer gewesen“, sieht Körner die Lage realistisch. Andererseits erreicht der Vierzylinder nach kurzen Anlaufproblemen eine enorme Zuverlässigkeit, er ist nicht kaputt zu kriegen.

Auch beim OM 352 kommt Daimler-Benz derweil um eine Leistungssteigerung nicht herum. Zunächst gibt es den OM 352 A („A“ steht stets für „Aufladung“) bei Schneefräsen. In der zweiten Hälfte der 1960er Jahre startet er im Lkw, die Leistung beläuft sich auf 150 und 156 PS. Die Turbolader stammen erst von Eberspächer, dann von Garrett und alternativ KKK. In diesem Zuge steigt die Leistung erst auf 168 PS, dann 172 PS. Der OM 352 wird als erster Ladermotor von den Kunden voll angenommen. In kleinen Stückzahlen geht auch eine aufgeladene Version des Vierzylinders in Serie, der OM 314 A.

Mitte der siebziger Jahre startet dann die Entwicklung aufgeladener Motoren mit Ladeluftkühlung. Wieder ist die Baureihe 300 vorneweg: Am Beginn der achtziger Jahre geht der OM 362 LA mit 192 PS in Serie; der Hubraum beträgt unverändert 5,675 Liter.

Der OM 352 A kommt unter anderem im Haubenwagen, den verschiedenen eckigen und runden LP sowie später in der „Neuen Generation (NG)“ zum Einsatz. Auch als Industriemotor macht er Karriere, sowohl saugend wie aufgeladen. International schlägt er eine Laufbahn im Iran ein. Dort sind bisher rund 180 000 Motoren vom Band gelaufen. 1981 startet außerdem die Fertigung in Südafrika bei Atlantis-Diesel-Engine (ADE) in Lizenz.