Model W142 Typ 320 z 1938 roku był ostatnią ewolucją modelu 290. Oferował ulepszenia w zakresie komfortu i efektywności przy dużych prędkościach.
Typ 320 na początku, w lutym 1937 roku, podczas Międzynarodowych Targów Samochodowych i Motocyklowych w Berlinie, był wyposażony w silnik o pojemności 3,2 litra. Dzięki temu marka wypełniła lukę na rynku pomiędzy pojazdami średniej wielkości a tymi największymi. Czteroosobowa wersja z opływowym nadwoziem przypuszczalnie została zaprojektowana przez Spohna, jednego z najbardziej płodnych konstruktorów nadwozi o opływowych kształtach w tamtej epoce.
Początkowy silnik 3,2-litrowy miał 12 przeciwciężarów na wałku korbowym, co miało na celu redukcję wibracji silnika. Rozwiązanie okazało się skuteczne, a silnik pracował płynnie. Dotychczasowy gaźnik górno-zasysający został zastąpiony przez dwa gaźniki dolno-zasysające. Używana wcześniej 4-biegowa skrzynia biegów z funkcją nadbiegu (w rzeczywistości była to skrzynia trzybiegowa) została zastąpiona w pełni zsynchronizowaną 4-biegową skrzynią biegów dostarczoną przez firmę ZF. Czwarty bieg miał przełożenie 1:1, co sprawiało, że silnik pracował o 26% ciszej niż w poprzedniej wersji przy tej samej prędkości. Dzięki temu Typ 32 W142 IV był szybszy i miał lepszą efektywność paliwową. Pod koniec 1938 roku, z powodu niedoboru paliwa o wysokiej liczbie oktanowej, pojemność silnika zwiększono do 3,4 litra, aby utrzymać tę samą moc 78 KM.