Το νέο Audi A4 κάνει την πρώτη εμφάνισή του και στην κορυφαία έκδοση S4, τόσο με το σεντάν αμάξωμα όσο και με το Avant (στέισον βάγκον). Η καρδιά του νέου Audi S4 είναι ο νέος κινητήρας V6 3.0 TFSI απόδοσης 354 ίππων και 500 Nm ροπής από τις 1.300 έως τις 3.500 σ.α.λ. Το νέο αυτό μοτέρ ξεπερνά τον προκάτοχό του σε ισχύ και ροπή, ενώ ταυτόχρονα προσφέρει σημαντικά χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου και είναι ελαφρύτερο.
Το νέο Audi S4 των 1.630 κιλών (έναντι 1.740 κιλά το προγενέστερο) επιταχύνει στα 0-100 χλμ./ώρα σε μόλις 4,7 δευτερόλεπτα, η τελική του ταχύτητα περιορίζεται ηλεκτρονικά στα 250 χλμ./ώρα, ενώ η κατανάλωση ανέρχεται στα 7,4 λτ./100 χλμ. και οι εκπομπές CO2 στα 170 γρ./χλμ. Για τη μετάδοση εφοδιάζεται με νέο αυτόματο κιβώτιο 8 ταχυτήτων tiptronic, το οποίο εξασφαλίζει γρήγορες αλλαγές. Πληροφοριακά το προγενέστερο S4 V6 3.0 TFSI των 333 ίππων και 440 Nm ροπής μεταξύ 2.900 και 5.300 σ.α.λ. επιταχύνει στα 0-100 χλμ./ώρα σε 5,0 δλ., καταναλώνει 8,1 λτ./100 χλμ. βενζίνη και εκπέμπει 190 γρ./χλμ. CO2.
Όπως όλα τα μοντέλα Audi S, έτσι και το νέο S4 περιλαμβάνει τη μόνιμη τετρακίνηση quattro. Σε κανονικές συνθήκες πρόσφυσης το διαφορικό μεταφέρει το 60% της ροπής του κινητήρα στον πίσω άξονα και το 40% στο μπροστινό. Το ποσοστό αυτό μπορεί αυτόματα να αλλάξει έως 70% μπροστά και 85% πίσω. Η ανεξάρτητη ανάρτηση σε όλους τους τροχούς είναι χαμηλωμένη κατά 23 χιλιοστά από το βασικό Α4, ενώ περιλαμβάνονται μαζί με το ηλεκτρομηχανικό σύστημα διεύθυνσης, το σπορ διαφορικό και τα ρυθμιζόμενα αμορτισέρ (CDC). Οι στάνταρ ζάντες του νέου S4 έχουν διάμετρο 18 ιντσών και συνδυάζονται με ελαστικά 245/40. Προαιρετικά διατίθενται 19άρες ζάντες και ισχυρότερα φρένα.