L'Audi S8 a droit musclée du V8 Biturbo 4.0 TFSI. Le moteur développé 520 ch (382 kW) et 650 Nm aidé par une boîte automatique Tiptronic à huit rapports. Le tout permet à cette limousine de passer de 0 à 100 km/h en 4,2 s. Grâce à son poids de 1975 kg, au Start/Stop, à la récupération d'énergie et la coupure de quatre cylindres, la consommation normalisée est de 10,2 l/100 km.
La S8 peut compter sur une suspension pneumatique à amortissement variable faisant varier la hauteur de la carrosserie sur trois niveaux. La direction dynamique adapte sa démultiplication et son assistance à la vitesse. Enfin, la transmission intégrale Quattro combine un différentiel central autobloquant et un différentiel sport sur l'essieu arrière distribuant le couple entre les deux roues postérieures.