Emil Jellinek, admirateur fortuné de la voiture Daimler, avait persuadé cette firme et son ingénieur en chef Wilhelm Maybach, de construire une voiture puissante.
Cette nouvelle automobile devint le modèle de 5,9 l, 35 CV, qui est devenu célèbre comme le précurseur de l'automobile moderne, n'ayant plus aucune similitude d'aspect avec les voitures tirées par cheval ; ses caractéristiques étaient : un radiateur à alvéoles, un changement de vitesse par grille, des soupapes d'admission commandée et un châssis en tôle d'acier emboutie.
Les années suivantes, cette conception fut adoptée par de nombreux fabricants européens et américains.
Cette nouvelle automobile fut engagée par Jellinek dans la Semaine niçoise de 1901 sous le nom de Mercedes prénom de sa fille.
Pilotée par Wilhelm Werner, elle fut victorieuse aux épreuves de vitesse de Nice et à la course de côte de la Turbie, premiers succès remportés par une Mercedes.

Jellinek, représentant officieux des voitures Daimler, déploya une grande activité et, dès 1900 fit partie de son Conseil d'Administration.
Comme Panhard & Levassor, détenteur des licences Daimler pour la France, avait engagé des poursuites judiciaires, Jellinek vendit les Daimler sous le nom de Mercedes.

L'importance des ventes et leurs succès en course firent que Daimler, en 1902, adopta ce nom de Mercedes comme marque pour les voitures particulières, les véhicules utilitaires gardant celui de Daimler.

Basées sur le principe du modèle 35 CV, des voitures de tourisme et de course furent ensuite fabriquées.
De cette gamme l'automobile la plus remarquable fut la Mercedes Simplex en modèles 18/22, 18/32, 40/45 et 60 CV, dont le poids était très inférieur à celui de la 35 CV ; le modèle "60" avait des soupapes d'admission montées au-dessus des soupapes d'échappement et pouvait atteindre la vitesse de 113 km/h.
Ce modèle, comme les voitures de course 90 CV, était de même conception que la Simplex. Parmi les succès remportés en course on peut citer les victoires de 1901 à 1909 à la Course de Côte de Semmering, en 1903 à la Coupe Gordon-Bennett, l'Epreuve de Vitesse d'Ostende en 1904 et un record du monde à Daytona en 1905. En 1902, Daimler reprit la Motorfahrzeug-und Motorenfabrik Berlin AG établie à Marienfelde qui avait été fondée par un directeur de Daimler et c'est dans ces usines que Daimler concentra la production de ses véhicules utilitaires.

Durant une courte période, 1906-1907, les voitures électriques Mercedes furent construites à Marienfelde sous licence accordée par Austro Daimler. L'une de celles-ci fit partie du parc dont le Kaiser était propriétaire.

En 1907, Maybach quitta la société pour fonder sa propre firme spécialisée dans la production de moteurs pour avions. Le dernier plan qu'il fit pour Daimler fut celui de la 6 cyl. 37/70 CV, 9,5 l et 39/80 CV, 10,2 l avec transmission par chaîne et un moteur en T, dérivés de la voiture de course 120 CV. En 1905, Jellinek fit cession à Daimler de ses droits de vente exclusifs dans différents pays et ayant vendu ses actions, il abandonna son poste au Conseil d'Administration en 1908.

Paul Daimler succéda à Maybach au poste d'ingénieur en chef après avoir, durant quelques années, été chez Austo-Daimler.
Après 1908, la plupart des modèles Mercedes furent dotés d'une transmission par arbre remplaçant celle par chaîne, maintenue cependant sur les plus gros modèles 22/50, 28/60, 23/80 et 37/90 CV. Parmi les nombreuses victoires en course, celle remportée au Grand Prix de France en 1908 fut une apogée. Il fut gagné par Lautenschlager au volant d'une 135 CV spécialement construite pour cette épreuve. En 1909, Daimler acheta la licence de fabrication des moteurs Knight et sortit une gamme de ces modèles, dont le 16/45, 4,1 l, qui fut produit jusqu'en 1923.

En 1909, Mercedes déposa comme marque l'étoile à trois pointes devenue célèbre qui devint l'emblème de toutes ces voitures à partir de 1911.

Dès le début, les rapides et élégantes Mercedes furent achetées par les membres des familles royales et les grands financiers de l'ancien et du nouveau monde.
Le Kaiser en posséda plusieurs. Parmi les victoires les plus étincelantes on peut citer une lère, une 2ème et une 3ème places au Grand Prix de France de 1914 avec Lautenschlager, Wagner et Salzer pilotant une voiture de course 4,5 l, 115 C, à transmission par arbre, dont la puissance avait été augmentée en vue de cette épreuve.
L'une de ces voitures fut transportée en Amérique et gagna en 1915 la course d'Indianapolis pilotée par Ralph de Palma.
Ce modèle remporta encore des succès après la lère guerre mondiale, la pilotant, le comte Masetti gagna le Grand Prix d'Italie en 1921 et la Targa Florio en 1922.
D'autres victoires en courses de côte furent acquises jusqu'en 1927.
Lorsqu'éclata la lère guerre, la puissante 6 cyl., "28/95" venait juste d'être mise en fabrication.

Après la guerre, Mercedes fit l'essai de moteurs à compresseur alors que pendant la guerre la société avait fabriqué des moteurs suralimentés pour avions. Les premières voitures de série pourvues d'un compresseur Roots apparurent à Berlin au Salon de 1921, les modèles 4 cyl., 1,5 l, 6/25/40 CV et 2,6 l, 10/40/65 CV.

Paul Daimler se retira de la société en 1922 et Ferdinand Porsche lui succéda qui précédemment avait été chez Austro-Daimler.
Deux autres modèles à compresseur furent fabriqués, la 6 cyl. 4l, 15/70/100 CV et la 6 l, 24/100/140 CV. En 1923, pour la première fois, le nom de Rudolf Caracciola fut associé à celui de Mercedes lorsqu'il gagna l'ADAC Reichsfahrt ; pendant les 16 années suivantes son nom fut identifié avec les succès en course de Mercedes.

En 1924 les intérêts de Mercedes et de Benz furent pour la première fois liés et aboutirent, en 1926 à une association totale. Les modèles qui suivirent portèrent la marque Mercedes-Benz.