Nel febbraio del 1954 venne introdotta la Mercedes Benz 180D con motore diesel che aveva dalla sua la più moderna configurazione a valvole in testa, ma la potenza era inferiore a quella del corrispondente motore a benzina, solo 40 CV, per cui le prestazioni erano decisamente inferiori e si fermavano ad appena 110 km/h. Nel 1955 vi fu un aggiornamento tecnico: il retrotreno a semiassi oscillanti lasciò il posto ad un ponte oscillante con articolazione centrale, una soluzione già sperimentata in campo agonistico e dall’anno precedente anche su strada con il lancio della 220a.
Nel 1956 il prezzo della 180 a benzina, passò dai 9950 marchi del 1953 ad 8700 marchi e nel 1957 vi fu un nuovo e più consistente aggiornamento: nacque la 180b (W120B II), che montava un nuovo motore, più moderno e più potente, vale a dire il 1.9 M121B IV da 65 CV, in grado di spingere la vettura a 135 km/h di velocità massima. Tale motore aveva già equipaggiato altri modelli nati poco tempo prima, e cioè la 190 SL del 1955 e la 190 del 1956, ma nella 180 questo motore era depotenziato per non innescare un fenomeno di cannibalismo commerciale all’interno della gamma. Nel 1959 la 180D viene sostituita dalla 180Db, con motore leggermente più potente (43 CV), ma le prestazioni rimasero più o meno le stesse. Nonostante ciò, alla fine degli anni ’50, la 180 a gasolio riusciva a detenere una grossa fetta della produzione Mercedes-Benz, merito delle sue doti di economia di esercizio, dovute principalmente ai consumi molto più bassi che nelle corrispondenti versioni a benzina. Tra il 1961 ed il 1962 le 180b e 180Db divennero rispettivamente 180c e 180Dc, ma con pochi aggiornamenti di dettaglio. Nell’ottobre del 1962 la 180 venne tolta di produzione.