AMG im Motorsport
Ende der 1960er Jahre bis Anfang der 1970er setzte AMG die große Mercedes-Limousine 300 SEL 6.3 im Tourenwagensport ein. Dieser spektakuläre Wagen, mit über 295 kW aus einem auf 6,8 Liter Hubraum aufgebohrten V8-Motor, erzielte einige Achtungserfolge, hatte jedoch aufgrund des hohen Gewichtes Probleme mit den Reifen. Rennteilnahmen in den späten 1970er Jahren erfolgten mit dem Coupé 450 SLC 5.0 auf Basis der Mercedes-Benz C 107.

Nach Einführung des sportlichen Mercedes-Benz 190 E 2.3-16 mit 4-Ventil-Technik setzte u. a. AMG diesen in der Deutschen Tourenwagen-Meisterschaft (DTM) ein. Das Werk unterstützte ab Ende der 1980er Jahren (neben den Sportwagen von Peter Sauber) die räumlich nahegelegene Mannschaft, so dass AMG den Status eines Werks-Teams bekam bzw. später ganz übernommen wurde. In den Jahren 1992 und 1994 errang Klaus Ludwig den DTM-Titel, 1995 Bernd Schneider. Zudem gewann dieser im gleichen Jahr den Titel in der neu geschaffenen und parallel stattfandenen ITC, die mit den gleichen Fahrzeugen im europäischen Ausland ausgetragen wurde.

1996 wurde nur noch eine Meisterschaft unter der Bezeichnung ITC im In- und Ausland ausgetragen. Nach deren Aus am Ende des gleichen Jahres (durch Rückzug der Konkurrenz von Opel und Alfa Romeo aus Kostengründen) erlaubte die FIA für 1997 einen Einstieg in die GT1-Weltmeisterschaft mit dem in kurzer Zeit über dem Winter entwickelten Mercedes-Benz CLK GTR, obwohl noch keine der vorgeschrieben 25 Straßenfahrzeuge vorhanden waren. Der kompromisslos als Rennwagen entwickelte V12-Bolide gewann 1997 prompt die WM gegen Konkurrenz von u.a. Porsche und private McLaren-BMW. Im Jahre 1998 wurde die Evolutionsstufe CLK LM mit V8-Motor eingeführt, die zwar in Le Mans mit Ölpumpenproblemen ausschied, aber ansonsten die GT-Weltmeisterschaft gegen den ebenfalls weiterentwickelten Porsche 911 GT1-98 dominierte. Da die private GT1-Konkurrenz chancenlos war und sich zurückzog, endete auch diese Serie mangels Gegnern. Die ersten CLK-GTR-Straßenfahrzeuge wurden erst jetzt ausgeliefert.

Nach der Eingliederung von AMG in den DaimlerChrysler-Konzern gründete Hans-Werner Aufrecht 1999 die H.W.A. GmbH (heute HWA AG), die die Renneinsätze für Mercedes-Benz bzw. Mercedes-AMG durchführt.

Auch in der Formel 1 werden AMG-Fahrzeuge außerhalb der eigentlichen Rennveranstaltung als Hilfsfahrzeuge eingesetzt. Beispiele hierfür sind das Medical Car und das Safety Car, für die in der Saison 2009 das C 63 AMG T-Modell respektive der SL 63 AMG eingesetzt wurden.