Được trang bị với một trong hai truyền, Audi R8 V10 tự hào có một động cơ V10 5.2 lít sản sinh 525 mã lực và 391 lb-ft mô-men xoắn. Trong thử nghiệm hiệu suất Edmunds, Coupe V10 với các nhãn hiệu đã đi từ không đến 60 mph trong 3,7 giây, và Spyder V10, cũng với hướng dẫn, đã làm nó trong 3,9 giây. EPA ước tính tiết kiệm nhiên liệu là 14 mpg kết hợp (12/19) với các nhãn hiệu và 16 mpg kết hợp (13/22) với hộp số tự động.