Le développement du châssis de la W25 et de la voiture a permis d'augmenter la capacité à plus de 4 litres, et la puissance de la nouvelle version du moteur M25C dépassant largement les 400 ch. Mais les moteurs M25 étant devenus peu fiables lorsqu'ils ont été élargis à 4,7 litres et 490 ch, un moteur V12 a été testé, qui s'est malheureusement avéré trop lourd. Pour l'accueillir, le châssis a été allégé et raccourci (d'où K pour kurz), mais cela a empiré la maniabilité. Ainsi, en 1936, la W25K est souvent battue par Bernd Rosemeyer de l'Auto Union. Seule Caracciola a pu remporter deux victoires, l'une sur le circuit sinueux du très humide Grand Prix de Monaco 1936. Mercedes a décidé de sauter le reste de la saison pour se concentrer sur le développement. En pilotant lui-même la voiture de course, le jeune ingénieur Rudolf Uhlenhaut a déterminé que la W25 avait une suspension trop rigide dans un châssis trop mou, ce qui rendait la maniabilité difficile. Même si de nouvelles règles entreront en vigueur en 1938, il se lance dans le développement d'une nouvelle voiture pour 1937, la Mercedes-Benz W125, qui connaîtra un grand succès dans la saison pour laquelle elle a été conçue.