El Audi R8 5.2 FSI quattro es una nueva versión del Audi R8 actual, exteriormente muy parecido, pero con un motor más potente.
Lleva un motor atmosférico de 5,2 l de cilindrada (como indica su nombre) y de 10 cilindros posicionados en V que dá 525 CV (125 más que su antecesor) a 8.00 rpm y tiene un par máximo de de 530 Nm a 6.500 rpm.. Su motor es, básicamente, el mismo que el del Gallardo LP560-4.Acelera de 0 a 100 en 3,9 s (0,7 menos que el Audi R8 4.2 FSI quattro) y llega a los 316 km/h (15 km/h más). Su consumo medio son 13,7 l/100 km (0,1 l más).
Puede tener un cambio de marchas manual o el automático «R-tronic». Tiene dos modos de funcionamiento completamente automáticos: uno normal y otro deportivo. El deportivo cambia de marchas a un régimen del motor más alto y hace que la reacción al movimiento del pedal del acelerador sea mayor. También tiene una función llamada "Launch Control", que te ayuda a acelerar rápido desde parado, con caja de cambios manual.
Los frenos son los mismos que los de la versión anterior: "discos ventilados y perforados en las cuatro ruedas, pinzas delanteras de ocho pistones y traseras cuatro. Los discos son compuestos, con la parte interna de aluminio y la zona de fricción de hierro. Opcionalmente puede llevar frenos cerámicos que, en conjunto, pesan 9 kg menos que los de acero y tienen una vida aproximada de 300.000 km."
Usa neumáticos de medidas 235/35 (delante) y 295/30 (detrás), con unas llantas de 19" de diseño, especiales para este modelo.
En el aspecto exterior, se distingue del R8 4.2 FSI quattro por las rejillas frontales y traseras de las entradas de aire de ventilación, los faros de diodos (para cortas, largas, iluminación diurna e intermitentes) son de serie, los pilotos están oscurecidos. Hay dos salidas de escape ovaladas, en vez de las cuatro dobles.