Sebelum penggabungan pada 1926, kedua-dua syarikat pengasas telah pun menikmati kejayaan dalam bidang sukan bermotor. Oleh itu, sepanjang sejarah Mercedes-Benz, syarikat tersebut telah banyak terlibat dalam aktiviti sukan bermotor. Sungguhpun demikian, Mercedes-Benz pernah berundur sepenuhnya dalam arena sukan bermotor, terutamanya pada penghujung 1930-an dan selepas Bencana Le Mans 1955, di mana sebuah Mercedes-Benz 300SLR bertembung dengan sebuah kereta lain dan membunuh lebih 80 penonton. Hanya setelah lewat 1980-an barulah Mercedes-Benz kembali semula ke barisan hadapan persaingan - mula berlumba semula di dalam perlumbaan Le Mans serta menyertai lumba kereta bersama Sauber.

Sebab utama Mercedes-Benz menyepi dari arena perlumbaan pada masa tersebut adalah kerana reputasinya sebagai pemimpin industri automotif dalam soal keselamatan kenderaan. Mercedes-Benz sering memperkenalkan inovasi keselamatan kenderaan seperti beg udara dan ABS serta turut melesenkannya kepada syarikat automotif lain. Dengan itu, Mercedes-Benz dilihat lebih mementingkan aspek keselamatan penumpang daripada keuntungan dan persaingan pasaran.

Kini, Mercedes-Benz sedang bergiat aktif di dalam Formula 3, DTM dan Formula Satu. Semasa menyertai Formula 1, syarikat tersebut memiliki sebahagian Pasukan McLaren serta membekalkan enjin kepada pasukan tersebut sejak 1995. Perkongsian tersebut membawa kejayaan besar, termasuklah Kejuaraan Pemandu bagi Mika Hakkinen pada tahun 1998 dan 1999 serta Kejuaraan Pembina pada 1998. Usaha sama turut dipergiat dalam penghasilan kereta jalanan seperti Mercedes-Benz SLR McLaren.