Per vidurį sumontuotas V12 dyzelinis motoras buvo ypatingas. 6.0 litrų darbinio tūrio agregatas išvystė 500 arklio galių esant 4000 aps/min. ir net 1000 Nm sukimo momentą esant 1750 - 3000 aps/min. Suporuotas su keturių varančiųjų ratų pavara, dyzelinu varomas variklis leisdavo šiai „Audi“ iki 100 km/val. įsibėgėti per 4.2 sekundės ir pasiekti 310 km/val. maksimalų greitį, kuris buvo ribojamas elektronikos.
Kadangi 12 cilindrų motoras yra ne tik ilgesnis, bet ir platesnis, „Audi“ inžinieriai turėjo atlikti keletą rimtų automobilio struktūros pakeitimų. Inžinieriai taip pat turėjo sustiprinti „R8“ struktūrą, jog galėtų atlaikyti V12 dyzelinio variklio keliamas vibracijas. Todėl nenuostabu, jog „R8 V12 TDI“ buvo net 350 kilogramų sunkesnis už „Audi R8“ su tradiciniu V8 benzininiu varikliu.
Priekyje esančios didžiulės oro paėmimo angos buvo sumontuotos ne veltui. Jos padeda aušinti galingą, 1000 Nm sukimo momentą išvystantį variklį. Gale esančios didžiulės angos taip pat yra skirtos variklio aušinimui, o ant galinės dalies esantis spoileris padeda „R8 V12 TDI“ neprarasti sukibimo su kelio danga važiuojant didesniu nei 200 km/val. greičiu.
„Audi“ nuo pat pradžių teigė, jog „R8 V12 TDI“ nėra tik tarptautinėms parodoms skirta puošmena. Tai buvo normaliai funkcionuojantis automobilis, galėjęs savo eiga nuvažiuoti iš vieno Vokietijos kampelio į kitą. Tačiau šiam projektui pakišo Europą apėmusi ekonominė krizė ir milžiniški projekto kaštai.
Neoficialių šaltinių teigimu, bendro naudojimo keliams paruošta modelio versija būtų kainavusi net du kartus brangiau nei „R8“ modelio versija su 4.2 litro V8 motoru. O tai jau yra „Lamborghini“ teritorija.