Onder de glazen motorkap van de R8 lepelt Audi namelijk een V12 TDI-motor met een vermogen van 500 pk en een koppel van 1.000 Nm. De R8 V12 TDI weet daarmee indrukwekkende prestaties te realiseren.
Het is ongelofelijk wat Audi met dieselmotoren kan bereiken. Zo won de Duitse autofabrikant meerdere 24 uren van Le Mans met onder de motorkap een TDI-motor. Voor het eerst in de geschiedenis gebruikt Audi die kennis ook voor een straatauto met een dergelijk potentieel. Want conceptcar of niet, de R8 V12 TDI is een zeer duidelijke aanwijzing dat Audi binnen afzienbare tijd met een R8 TDI op de proppen komt. Met een acceleratie van 0-100 km/h in 4,2 seconden en een topsnelheid van ruim 300 km/h doet de R8 V12 TDI daarmee absoluut niet onder voor zijn benzinebroeder.