Για πρώτη φορά, η Audi Sport συνδυάζει κορυφαίες επιδόσεις με plug-in υβριδική τεχνολογία, δημιουργώντας ένα σύνολο 470 kW (639 PS) και 825 Nm ροπής. Το αποτέλεσμα; Επιτάχυνση 0–100 km/h σε 3,6 δευτερόλεπτα, τελική ταχύτητα με προαιρετικό εξοπλισμό (Audi Sport πακέτο) 285 km/h και δυνατότητα αμιγώς ηλεκτρικής κίνησης έως 84 χιλιόμετρα (έως 87 km στην πόλη).
Στον πυρήνα του RS 5 βρίσκεται ο εξελιγμένος κινητήρας V6 2.9 TFSI biturbo, απόδοσης 375 kW (510 PS) και 600 Nm ροπής. Λειτουργεί με τροποποιημένο κύκλο Miller για βελτιωμένη θερμική απόδοση, ενώ δύο turbo μεταβλητής γεωμετρίας εξασφαλίζουν άμεση απόκριση και υψηλή ελαστικότητα σε όλο το φάσμα στροφών.
Τον θερμικό κινητήρα πλαισιώνει ηλεκτροκινητήρας 130 kW (177 PS) με 460 Nm, ενσωματωμένος στο αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων με μετατροπέα ροπής tiptronic 8 σχέσεων. Η συνδυαστική ισχύς φτάνει τα 639 PS, με την ηλεκτρική υποβοήθηση να προσφέρει εκρηκτική επιτάχυνση από στάση και ακόμη πιο άμεση απόκριση στο γκάζι.
Η ενέργεια αποθηκεύεται σε μπαταρία με 22 kWh ωφέλιμο ενεργειακό περιεχόμενο, η οποία φορτίζει με έως 11 kW από τριφασική παροχή σε περίπου 2,5 ώρες. Το σύστημα υψηλής τάσης των 400 Volt δεν συμβάλλει μόνο στην αυτονομία, αλλά παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαχείριση της ροπής μέσω του ηλεκτρομηχανικού διανυσματικού ελέγχου της (torque vectoring).
