Damit kein Turboloch das sportliche Fahren stört, kommt ein elektrischer Verdichter zum Einsatz, der einspringt, wenn der abgasbetriebene Lader noch nicht über genug Druck verfügt. Mit Strom versorgt wird der E-Verdichter über ein zusätzliches Bordsystem mit 48 Volt Spannung, das zudem für den Betrieb eines Riemenstartergenerators genutzt wird. Dieser ermöglicht ein besonders effizientes Start-Stopp-System mit Segelfunktion sowie eine wirkungsvollere Rekuperation. Der Normverbrauch wird so auf 6,2 Liter (S6) beziehungsweise 6,5 Liter (S7) gedrückt.

Die Fahrleistungen der Diesel-Sportler fallen etwas schwächer aus als bei den Modellen der Vorgängergeneration, die noch über deutlich stärkere V8-Benziner verfügt hatten. Der Standardsprint dauert mit dem Diesel mindestens 5,0 Sekunden und damit rund eine halbe Sekunde länger als zuvor. Wichtiger dürfte Audi angesichts der kommenden CO2-Grenzwerte jedoch der deutlich geringere Verbrauch sein – der Vorgänger genehmigte sich noch 9,2 Liter Super Plus. Der Wechsel zum Dieselmotor wird daher künftig auch in anderen Pkw-Modellen wie dem S4 oder S5 erfolgen, bei den SUV kommen bereits seit längerem TDIs zum Einsatz. Außerhalb Europas haben die S-Modelle jedoch weiterhin Benziner an Bord, beim S6/S7 ist es ein 2,9-Liter-V6 mit 331 kW/450 PS und 600 Nm.