4.0 TFSI V8发动机采用双涡流涡轮增压器，可实现奥托循环与米勒循环切换，配合两级奥迪气门升程系统（AVS），可在全转速范围实现高换气效率，显著提高燃油效率。HSI布局的缸内结构有着更短的输气路径，实现几乎“零”延迟的动力输出响应。最大功率高达441kW（600马力），最高扭矩高达800N·m，覆盖2050-4500rpm转速区间，百公里加速仅需3.6秒；选装运动竞速包与超级运动竞速包，最高车速可达同级最高的305km/h。相比上一代RS 7 Sportback，功率提升29kW，扭矩提升100N·m，百公里加速缩短0.3秒。4.0 TFSI V8发动机拥有8缸引擎独有的澎湃声浪。通过RS1/RS2驾驶模式选择，声浪可以从响亮平衡切换到动感咆哮。全新奥迪RS7 Sportback还标配RS运动排气系统，让用户能够享受更加轰鸣的声浪。
在领先的48V 轻混系统（MHEV）作用下，4.0 TFSI V8发动机的涡轮迟滞被大幅减弱，实现极快的动力响应。同时，支持以电动机起步或惯性滑行模式，在时速低于22km/h以下时，发动机将保持完全停止的静谧状态，进入全电动运行模式；而当时速高于22km/h时，发动机将被瞬间激活，爆发磅礴动力。在日常驾驶中，每100公里最高可节省0.8升燃料，兼具环保与燃油经济性。
Cylinder on Demand（COD）智能闭缸技术，可在高档位、低负荷时自动停止2、3、5、8缸燃油喷射，实现COD四缸模式，成为节能减排的典范。而当油门踩下时，喷涌的燃油将瞬间激活正在休息的四个气缸，而这一切发生在毫秒之间，驾驶者与乘客对这一切转换过程将毫无察觉。
