L'Audi RS4 Avant utilise le même moteur V8 atmosphérique à haut régime que l'Audi RS 5 Coupé. Le moteur de 4.2 litres produit 450ch à 8250 tr/min pour une puissance spécifique de 108,1ch par litre. Son couple maximal de 430 Nm est disponible entre 4.000 et 6.000 tr/min. Le V8 avec ses couvre-culasse rouge propulse l'Audi RS4-Avant de 0 à 100 km/h en 4,7 secondes pour une vitesse maximale de 250 km/h. Celle-ci peut être augmentée à 280 km/h en option.

Assemblée à la main dans l'usine Audi de Gy??r, en Hongrie, le moteur 4.2 FSI combine sa puissance à une efficacité exemplaire, consommant en moyenne moins de 11 l /100km.

Grâce à son efficience et à l'étagement long des rapports de vitesse, la boîte S tronic à 7 rapports, proposée de série, contribue également à l'économie de carburant du véhicule. Le conducteur peut laisser la boîte de vitesses à double embrayage passer automatiquement les rapports ou prendre lui-même les commandes par le biais du levier de vitesses ou des palettes au volant. Le programme Launch Control intégré garantit des démarrages fulgurants, en gérant l'embrayage à moyen régime.