Elle bénéficie de quelques évolutions techniques durant sa longue carrière, dont boîte de vitessesCotal à trains épicycloïdaux et commande électromagnétique en option ; au printemps 1937, la calandre et les projecteurs deviennent bombés et pour les modèles 1949 la calandre est du type 175 à barrettes horizontales.
« Sport » 18 CV (130 km/h) : 3,2 litres et 95 ch réels avec un carburateur (Solex 40 FILP), supprimé en 1939.
« Coupe des Alpes » 18 CV (140 km/h) : 3,2 litres et 110 ch avec trois carburateurs (Solex 40 IFL puis Solex 40 FILP à partir du Salon 1936), supprimé pour le Salon 1938.
« normal » 20 CV (150 km/h) : 3,5 litres et 110 ch avec un carburateur (Solex 40 IFL puis Solex 40 FILP à partir du Salon 1936), s'appelle « Compétition » au Salon 1936 puis devient le type 135 M au Salon 1938.
« Compétition » 20 CV (155 km/h) : 3,5 litres et 120 ch avec trois carburateurs (Solex 40 FILP), devient le type 135 MS avec roues fil Rudge à serrage central au Salon 1938.
« spécial » (185 km/h) : Châssis allégé (850 kg) à empattement court pour la compétition. Début 1936, il existe une version routière appelée type « 135 Compétition court ». Eugène Chaboud est le principal pilote à s'illustrer sur la version CS (victoires aux Grand Prix du Roussillon et de Marseille en 1947 notamment, avec l'Écurie France), mais il faut également citer Charles Pozzi (victoire au Grand Prix de l´ACF 1949), Yves Giraud-Cabantous (2e au Mans en 1938), à l'international le Prince Bira (victoires aux 12 heures de Donnington 1937 et à Sydenham Plate 1939), ainsi que Goffredo Zehender, Robert Brunet, Maurice Varet (encore avec l'Écurie France en 1947 à Montlhéry)...
2e du Grand Prix de l'A.C.F. 1936 ("Paris"/Mongin - durant cette course, quatre voitures Delahaye type 135CS se classèrent dans la cinq premières, cinq dans les dix premières, et sept dans les douze premières, pour neuf participantes);