Im September 1985, wiederum auf der IAA in Frankfurt, wurde ein komplett überarbeitetes SL-Typenprogramm vorgestellt. Neben einem dezenten Facelifting, das primär den Frontspoiler und die Räder betraf, und einer verbesserten Vorderradaufhängung stand vor allem eine Umstrukturierung der Motorenpalette im Vordergrund.
Ein neu konstruierter 3,0-l-Sechszylinder, der in der Mittelklasse-Baureihe W 124 neun Monate zuvor seinen ersten Auftritt hatte, ersetzte, wie bei der S-Klasse-Limousine, den altbewährten 2,8-l-dohc-Motor. Somit gab es nach 22 jähriger Unterbrechung wieder einen Sportwagen mit der magischen Typenbezeichnung 300 SL. Neu im Programm war auch ein 4,2-l-V8-Motor, der durch Aufbohren des 3,8-l-Aggregats entstanden war und dieses nun im SL, in der S-Klasse-Limousine und im SEC-Coupé ablöste. Den 5,0-l-Motor hatte man ebenfalls modifiziert; er war jetzt mit elektronischer Zündanlage und der elektronisch-mechanisch gesteuerten Einspritzanlage Bosch KE-Jetronic ausgerüstet und entwickelte eine Leistung von 245 PS.
Die spektakulärste Neuheit in der Motorenpalette war ein 5,6-l-Achtzylinder, der aus dem 5,0-l-V8 durch Verlängerung des Hubs entwickelt worden war und eine Leistung von 272 PS mobilisierte. In dieser Form kam das neue Top-Aggregat allerdings nicht im SL, sondern nur bei den S-Klasse-Limousinen und -Coupés zum Einsatz. Der 560 SL war in Deutschland nicht lieferbar und blieb den Exportmärkten USA, Australien und Japan vorbehalten; die dortigen Abgasbestimmungen erzwangen die Verwendung einer entschärften Motorvariante, die mit katalytischer Abgasreinigungsanlage nur noch 230 SAE-PS leistete. Für viele leidgeprüften SL-Fans aus dem „Land der unbegrenzten Möglichkeiten“ bedeutete dies dennoch eine Offenbarung, hatten sie sich doch jahrelang mit den 157 SAE-PS des 380 SL begnügen müssen.
Die Produktion der Typen 300 SL – 560 SL endete im August 1989, mehr als 18 Jahre, nachdem die Serienfertigung des 350 SL angelaufen war; damit hatte die SL-Baureihe 107 einen hausinternen Rekord aufgestellt, der kaum mehr zu überbieten sein dürfte: In der gesamten Geschichte des Hauses gibt es keine andere Pkw-Baureihe, die über einen derart langen Zeitraum produziert wurde. Insgesamt entstanden in Sindelfingen 237.287 Fahrzeuge, eine Zahl, die den hohen Beliebtheitsgrad des 107ers eindrucksvoll demonstriert.
Als Nachfolger fungierten drei SL-Typen der Baureihe 129, die im März 1989 der Öffentlichkeit präsentiert wurden. Die Serienproduktion war zu diesem Zeitpunkt bereits angelaufen.