El Audi R8 es impulsado por un motor 10 cilindros de 5.2 litros enlazado a una transmisión automática S tronic de siete velocidades. Si se elige la versión R8 V10 la máquina entrega 540 hp y un torque de 398 libras-pie a una velocidad del motor de 6,500 rpm. Este poder le permite acelerar de 0 a 100 km/h en sólo 3.5 segundos y alcanzar una velocidad máxima de 323 km/h. En cambio en la versión R8 V10 Plus registra 610 hp y un par máximo de 413 libras-pie disponibles a 6,500 rpm. De igual manera las cifras de desempeño son igualmente impresionantes: 0 a 100 km/h en 3.2 segundos, el 0 a 200 km/h en 9.9 segundos, mientras que la velocidad máxima es de 330 km/h.