Het paradepaardje van de R8 TDI Le Mans is natuurlijk de beresterke motor. De 6.0 liter V12 turbodieselmotor is goed voor een vermogen 500 pk. Het koppel van 1.000 Nm mag er ook wezen, dit is overigens beschikbaar tussen 1.750 en 3.000 toeren. Via een handgeschakelde zesbak wordt de kracht op de vier wielen overgebracht. Wanneer het maximum van de auto gevraagd wordt schiet hij in 4,2 seconden naar de honderd en haalt hij een topsnelheid die ruim boven de 300 km/u ligt. En dat is nog sneller dan de door een V8 benzinemotor aangedreven R8 die momenteel al in productie is.
Le Mans De R8 TDI Le Mans dankt zijn naam uiteraard aan de 24 uur durende race op Le Mans. Hier won de R10 TDI Le Mans auto afgelopen keer de titel met de V12 diesel motor. Deze 5,5 liter V12 levert een vermogen van 650 pk en geeft de wagen een topsnelheid van 330 km/u. De 6.0-liter V12 uit de R8 TDI is afgeleid van de V12 uit de Le Mans racer en wordt geproduceerd in het Hongaarse Gyor. De motor zal immers binnenkort ook beschikbaar komen in de Q7 V12 TDI. Alles wijst er echter op dat Audi de R8 met deze dieselmotor ook in productie zal gaan nemen.