Mit dem Audi R8 hat Audi einen Fahrzeug mit Allradantrieb in seinen Reihen. Dieser Wagen wurde 2006 in Paris auf der internationalen Motorshow präsentiert. Gebaut wird das Fahrzeug seit 2007 in Neckarsulm, Deutschland.

Grundlage für das Coupé ist das Konzept vom Audi Le Mans Quattro. Man basierte diesen für den Film "I, Robot" im Jahr 2004. Nach seinen Optimierungen erhielt er den Codenamen RSW. Das Audi Management war von dem Konzept so überzeugt, dass sie entschieden ihn in der Massenproduktion zu bauen unter dem Namen R8.

Bei den Sportwagen gibt es normalerweise keinen Allradantrieb, aber bei dem R8 integrierte Audi ihn dennoch. Dadurch gab es eine maximale Sicherheit beim Bremsen für Fahrer und Beifahrer. Zudem hatten alle Fahrzeuge dieses Modells ein elektronisches Kontrollsystem, wodurch die Bremskraft auf den hinteren und vorderen Brücken auf 85 bzw. 15 übertragen wurde.

Besonderheiten beim Exterieur waren beispielsweise die Diodenbeleuchtung an den Wagenseiten oder die Seitenpaneele, die eine andere Farbe hatte als die Karosserie. Man brachte zudem große Luftansaugungen und Diodenfassungen an der Unterseite der Frontscheinwerfer effektiv an. Beim Innenraum legte Audi den Schwerpunkt auf dekoratives Carbon- und Aluminium.

Das Cabriolet R8 Spyder wurder 2009 auf der Frankfurter Automesse präsentiert. Im Gegensatz zum Coupé wurde dabei der Motor in das Wagenheck eingebaut. Deswegen dekorierte man die hintere Stoßstange mit großen Luftlöchern. In der Grundversion des Audi R8 Spyder gab es ein multifunktionales Sportlenkrad, Klimaautomatik mit aktivem Kohlenstofffilter, Bremsscheiben mit Belüftung vorne und hinten, sowie Bremskolben und viele Airbags.

Audi nutzte den Film "Iron Man", um den R8 V10 Spyder in dem Film zu bewerben. Das Auto war dort das Transportmittel der Hauptfigur Tony Stark. Durch einen Vertrag mit den Produzenten schaffte es Audi den R8 V10 werbewirksam in dem Film zu präsentieren.

2012 wurde der erneuerte Audi R8 auf der Automesse in Moskau präsentiert. Es gab dabei Vergrößerungen der Abdampfstutzen und Luftansaugungen. Zudem wurde die Innenverkleidung durch teure Materialien ergänzt.