El R8 mide 4,43 metros de largo, 1,90 metros de ancho, 1,25 metros de alto y una batalla de 2,65 metros. El motor está montado en posición longitudinal ubicado detrás de los asientos.

Tras las puertas se arquea, entre las taloneras y el techo, un direccionador de aire de gran superficie, denominado sideblade, que proporciona al V8 aire respirable y aire refrigerante.

El color de estos sideblades combina con el color de la carrocería

El frontal se caracteriza por el trapecio de la parrilla Singleframe de Audi, flanqueada a izquierda y derecha por grandes entradas de aire adicionales. Es la primera vez que los cuatro aros se colocan sobre el capó del motor, por encima de la parrilla. Las entradas de aire se fusionan en su parte superior con las estrechas bandas de los faros delanteros en tecnología LED con cubiertas de cristal transparente.

El motor es un 4,2 litros de ocho cilindros con 420 CV (309 kW) a 7.800 rpm. El par motor máximo es de 430 Nm, disponible entre las 4.500 a 6.000 rpm. Un 90% del par motor máximo está disponible en un amplio margen de revoluciones, entre  3.500 y 7.600 rpm. El R8 acelera en 4,6 segundos de 0 a 100 km/h. La velocidad punta alcanza los 301 km/h.

El motor apuesta por el principio de altas revoluciones. El régimen de revoluciones máximo se sitúa a 8.250 rpm. La ventaja que supone este principio es la gran potencia en los regímenes superiores, el despliegue homogéneo de fuerza y la espontánea respuesta en todo el margen de revoluciones. A esto habría que añadir la elevada agilidad y facilidad de giro.