استجابة فورية ودوران فائق السرعة وصوت فريد من نوعه - محرك V10 الذي يعمل بسحب الهواء الطبيعي هو قلب أودي R8. مع المحرك الأساسي ، تمت زيادة القدرة 397 كيلوواط (540 حصانًا متريًا) إلى 419 كيلوواط (570 حصانًا متريًا) ، وعزم الدوران المعزز بمقدار 20 نيوتن متر (14.8 رطل قدم) إلى 560 نيوتن متر (413.0 رطل قدم) تعمل بسرعة 6200 دورة في الدقيقة. تتسارع Audi R8 V10 quattro من 0 إلى 100 كم / ساعة (62.1 ميل في الساعة) في 3.4 ثانية (كوبيه) و 3.5 ثانية (سبايدر) قبل الانتقال إلى سرعتها القصوى 324/322 كم / ساعة (201.3 / 200.1 ميل في الساعة).

يولد محرك 5.2 FSI في Audi R8 V10 Performance quattro 456 كيلوواط (620 حصانًا متريًا) بدلاً من 449 كيلوواط السابقة (610 حصانًا متريًا) ، مع عزم دوران يبلغ 580 نيوتن متر (427.8 رطل قدم) ليحل محل 560 نيوتن متر السابقة (413.0) رطل قدم). الزيادة هنا ناتجة بشكل أساسي عن مجموعة الصمامات المحسّنة بمكونات مصنوعة من التيتانيوم. تتسارع الكوبيه إلى 100 كم / ساعة (62.1 ميل في الساعة) في 3.1 ثانية ، ويستغرق سبايدر 3.2 ثانية. تنتهي قوة الدفع عند 331/329 كم / ساعة (205.7 / 204.4 ميل في الساعة). يأتي المحركان V10 اللذان يعملان بشكل طبيعي بسعة 5.2 لتر (0.2 قدم مكعب) من الإزاحة مع مرشح جسيمات.