Inicialmente tiene dos motores V8, un 3,7 litros y un 4,2. Los dos suben de potencia: el 3,7 hasta 280 CV y el 4,2 hasta 335. También los dos consumen menos (comparación de la versión 4,2 y de la versión 3,7 con los anteriores A8).
Los dos tienen culatas de cinco válvulas por cilindro, condistribución variable para las de admisión. En el 3,7, el árbol de levas puede variar en un arco de 13º y puede quedar en cualquier punto intermedio; ese arco mide 22° en el 4,2.
El motor de 3,7 litros tiene un colector de admisión de tres fases de volumen variable. El de 4,2 tiene un colector que trabaja con dos longitudes diferentes: 285 ó 705 mm. Según Audi puede estar sobrealimentado por resonancia en una amplio margen de revoluciones (con un rendimiento volumétrico superior al 100%)
Los dos tienen la misma relación de compresión (11,0 a 1), que no es mayor que en los anteriores V8 de este modelo. La diferencia de cilindrada entre ambos se debe a la carrera, porque los dos tienen el mismo diámetro. Sin embargo, el 4,2 (que es carrera larga) da la potencia máxima a un régimen más alto que el 3,7: 6.500 rpm en lugar de 6.000.
El sistema de admisión del motor 4,2 debe funcionar mejor, porque también da el par máximo a un régimen más bajo: 3.500 rpm en lugar de 3.750. El valor depresión media efectiva a régimen de par máximo es mayor en el 4,2, pero a régimen de potencia máxima es mayor en el 3,7.
En contra de lo normal actualmente, Audi no cubre todo el motor bajo una pieza de plástico, sino que deja a la vista algunos elementos, como la parte superior del colector de admisión, los dos conductos de inyección y la bobina de cada cilindro con sus cables.
La transmisión de las dos primeras versiones que estarán a la venta tiene tracción total y caja de cambios automática de tipo Tiptronic. Esta caja tiene dos interesantes novedades: una, que es de seis velocidades en lugar de cinco; dos, que tiene mandos secuenciales fijados al volante.
El cambio está mejor escalonado; la sexta velocidad (58,3 km/h cada 1.000 rpm) es más larga que la quinta del cambio anterior y la quinta del cambio actual es más corta que la del anterior. El salto entre primera y segunda es extremadamente largo, pero entre segunda y tercera no lo es tanto como de costumbre.
El sistema de tracción total es el común en los Audi de motor longitudinal: un diferencial central Torsen y diferenciales delantero y trasero libres. La función de bloqueo la hace el control de tracción. La relación de par del diferencial central es 3 a 1; es decir, el eje con más adherencia puede hacer tres veces más fuerza que el que tiene menos adherencia.