La première génération de la Mercedes-Benz ML a été rénovée en 2001 et a reçu d’importantes mises à jour pour suivre la concurrence.
Il a reçu de nouveaux moteurs et de nouvelles fonctionnalités.

Pour le modèle 2002, présenté en 2001, un total de 1100 composants entièrement nouveaux ou modifiés ont été utilisés pour le lifting. Ce n’était pas que la voiture n’était plus adaptée au marché, mais avec les nouvelles règles concernant la pollution, certains moteurs devaient être améliorés et d’autres devaient être complètement changés.

À l’extérieur, le modèle 2002 de la classe ML présentait un nouveau carénage avant, avec des lentilles transparentes sur les phares. Les clignotants ont été déplacés des ailes avant dans les boîtiers des rétroviseurs latéraux. Pour un changement complet de l’extérieur, de nouvelles options de jantes en alliage léger ont été incluses dans la liste. À l’arrière de la voiture, un pare-chocs différent a été installé.

D’autres améliorations ont été apportées à l’intérieur de la voiture. Un nouveau volant et une nouvelle console centrale ont été installés. Les boutons des vitres ont été déplacés de la console centrale vers la console centrale, à côté du levier de vitesse, que la voiture soit manuelle ou automatique.

Sous le capot, il y avait des améliorations plus importantes. Pour les moteurs diesel, un nouveau diesel turbocompressé V8 de 4,0 litres a été installé. Il était accouplé de série à une transmission automatique. L’essence V6 de 3,2 litres a été remplacée par une nouvelle unité de 3,8 litres et le V8 de 4,3 litres a été remplacé par un V8 de 5,0 litres. Le ML55 AMG haut de gamme avait de meilleures performances même si la puissance du moteur était restée la même. La plupart des modèles étaient disponibles avec une boîte manuelle à 5 vitesses ou une automatique à 5 vitesses, mais certaines unités très rares étaient équipées d’une boîte manuelle à 6 vitesses.