在動力系統裡，S-tronic® 七速雙離合器變速箱的閃電般快速換檔、最佳化機械式差速器鎖定及電子液壓作動的多片式離合器一起作用。主動式冷卻的全輪驅動系統可以在軸與軸之間自由分配扭力。quattro 智慧型恆時四輪傳動系統的智慧型動態控制系統整合在 Audi drive select 可程式車身動態系統內，提供四種基本模式。

在每一種模式下，全新高性能跑車可展現不同的特性－從放鬆的高速公路巡航到賽道上的衝刺。在頂級 R8 V10 plus 車型上，高性能真皮方向盤為標準配備。在其性能模式下，提供三種額外的模式：乾地、濕地和雪地。這些模式能讓操控更精確又更靈敏，配合特殊路面的摩擦係數進行調校。新科技也提供給 R8 V10，包括用於選擇特殊模式的方向盤。

R8* 的 quattro 智慧型恆時四輪傳動系統經過全面重新設計。精確調校以符合中置引擎概念的高性能機械系統與軟體結合才能夠以斬新層面實現動態操控特性。智慧型全輪驅動軟體會依行駛狀況、駕駛人操作及周圍情況持續地理想分配扭力。

整合在前差速器內的電子液壓多片式離合器在僅數毫秒內就能將計算出的扭力傳輸到前輪。與之前的組件不同，新的離合器能在軸與軸之間以完全可變動的方式分配扭力－沒有任何潜在的固定分配。最大扭力轉移的程度會針對最佳的可用抓地力和動態操控明顯增加。

quattro 智慧型恆時四輪傳動系統，利用汽車前方的三個大型水箱來連接至引擎的冷卻水循環系統。此解決方案確保離合器能在所有狀況下全面且精確地執行其控制作業。溫度感知器和壓力感知器會持續監控狀況並依需要調整控制參數。雖然多片式離合器以最小的滑差作動－此為規定的扭力傳輸所必需的－但談到效率，它遠超過之前的黏性耦合器。

quattro 智慧型恆時四輪傳動系統是整合在 Audi drive select 可程式車身動態系統內，能讓駕駛人在基本模式舒適、自動、動態及自訂之間作選擇。在 R8 V10 plus ( 在 V10 則為選配 )，性能模式裡有額外模式：乾地、濕地及雪地。這些模式會依據特定路面的摩擦係數調整動態操控參數。

純機械式後差速器進一步改善了循跡和動態操控－它在循跡方面提升了 25% 鎖定效果而在止推方面則提升了 45%。它是針對新 R8 的動態特性及主動式控制的 quattro 智慧型恆時四輪傳動系統精確設計。因此能實際消除轉向不足的入彎特性。中置引擎的位置非常靠近汽車重心的垂直軸，因此其質量慣性在快速變換方向時幾乎不會造成影響。車軸負載分配達 42:58 最佳比例。