De RS4 wordt de eerste Audi met de nieuwe direct ingespoten V8-motor. De motor is afgeleid van de V8-krachtbron die in de succesvolle R8-racewagen het merk diverse overwinningen bezorgde, waaronder meerdere malen op Le Mans. In de RS4 heeft een motor met een vermogen van 420 pk.
De RS4 gaat in 4,8 tellen van stilstand naar 100 km/h. De sprint 0-200 km/h legt hij in 16,6 seconden af. De topsnelheid ligt door een begrenzer op 250 km/h.