Το νέο Audi R8 θα φορέσει τον 2,9-λίτρων V6 Twin-Turbo κινητήρα της νέας γενιά της Porsche Panamera. Ο κινητήρας έχει αναπτυχθεί σε συνεργασία της Audi με την Porsche και θα χρησιμοποιηθεί επίσης στα RS4, RS5 και RS Q5.
Ουσιαστικά, ο κινητήρας θα αντικαταστήσει τον ατμοσφαιρικό 4,2-λίτρων V8 κινητήρα, προκειμένου να μπορεί να πληροί τα αυστηρότερα όρια εκπομπών, ειδικά σε αγορές όπως της Κίνας. Ο Twin-Turbo V6 κινητήρας στην Panamera 4S αποδίδει 440 άλογα στις 5.650 σ.α.λ. και 550 Nm στις 1.750-5.500 σ.α.λ, αλλά στην περίπτωση του R8 φήμες λένε πως θα παράγει περισσότερα από 500 άλογα και 680 Nm ροπής, με την Audi να έχει επιβεβαιώσει πως ο κινητήρας θα προσφέρεται σε διαφορετικές εκδόσεις ιπποδυνάμεων, αναλόγως με τα χαρακτηριστικά του αυτοκινήτου. Για την ώρα παραμένει άγνωστο το πότε ο V6 κινητήρας θα τοποθετηθεί στο R8.