В настоящее время Audi R8 предлагают исключительно с 5,2-литровым атмосферным V10 в нескольких вариантах мощности. Обновленная версия получит двигатель V6 с двойным турбонаддувом. Его характеристики станут известны во время презентации на Нью-Йоркском автосалоне. Пока же слухи сообщают о 2,9-литровом V6 с двойным турбонаддувом, которым оснащают новые RS4 и RS5, а также Porsche Panamera. Инженеры Audi Sport перенастроят двигатель, чтобы довести мощность до 500 л.с. (373 кВт) в наиболее мощной версии.
2.9-литровый двигатель разделяет ряд компонентов с 3,0-литровым V6, установленным в новом S4, но S4 использует одиночный турбокомпрессор, в то время как V6 меньшего объема использует два турбокомпрессора.
Последним дополнением к линейке R8 будет специальная версия R8 RWS, которая на 50 кг легче стандартной модели и имеет лучшее распределение веса (41:59 против 44:56) благодаря удалению системы полного привода Quattro. В Audi R8 RWS двигатель V10 отправляет всю мощность на задние колеса через семиступенчатую автоматическую коробку передач. Мощность равна 533 л.с. при 7 800 об/мин, крутящий момент — 540 Нм при 6 500 об/мин. Впрочем, улучшение динамики ускорения составляет всего 0,2 секунды по сравнению с версиями AWD. Разгон с места до 100 км/ч занимает 3,7 секунды.
