La primera generación del Mercedes-Benz ML se renovó en 2001 y recibió actualizaciones importantes para mantenerse al día con la competencia.
Recibió nuevos motores y nuevas características.

Para el modelo 2002, mostrado en 2001, se utilizaron un total de 1100 componentes completamente nuevos o modificados para el lavado de cara. No es que el coche ya no fuera apto para el mercado, pero con las nuevas normas sobre contaminación, había que mejorar algunos motores y cambiar por completo otros.

En el exterior, el modelo ML-class de 2002 presentaba una nueva fascia delantera, con lentes transparentes sobre los faros. Las señales de giro se movieron de los guardabarros delanteros a las cajas de los espejos laterales. Para un cambio completo del exterior, se incluyeron en la lista nuevas opciones de llantas de aleación ligera. En la parte trasera del automóvil, se instaló un parachoques diferente.

Se hicieron más mejoras en el interior del coche. Se instalaron un nuevo volante y una nueva consola central. Los botones de las ventanas se movieron de la consola central a la consola central, al lado de la palanca de cambios, independientemente de si el automóvil era manual o automático.

Debajo del capó, hubo actualizaciones más importantes. Para los motores diésel, se instaló un nuevo diésel turboalimentado V8 de 4.0 litros. Iba acoplado de serie a una transmisión automática. El V6 de gasolina de 3.2 litros fue reemplazado por una nueva unidad de 3.8 litros y el V8 de 4.3 litros fue reemplazado por un V8 de 5.0 litros. El ML55 AMG de gama alta tuvo mejores prestaciones a pesar de que la potencia del motor se mantuvo igual. La mayoría de los modelos estaban disponibles con una manual de 5 velocidades o una automática de 5 velocidades, pero algunas unidades muy raras estaban equipadas con una manual de 6 velocidades.