Nové Audi S6 je nabízeno s jediným, zato ale mimořádným motorem - desetiválcem o výkonu  320 kW (435 k). Vůz s ním dokáže zrychlit na 100 km/h za 5,2 sekundy, nejvyšší rychlost je elektronicky omezena na 250 km/h. Nejvyšší točivý moment 540 N.m je k dispozici v rozmezí 3000 až 4000 ot./min, přičemž již od 2500 ot./min je točivý moment větší než 500 N.m, a to až do 5500 ot./min.

Motor 5.2 V10 (vrtání 84,5 mm, zdvih 92,8 mm) je vybaven systémem přímého vstřikování benzinu do válců FSI, Systém FSI, pracující s tlaky až 100 barů, dovoluje použití vysokého kompresního poměru až 12,5:1, což zvyšuje efektivitu spalovacího procesu.

Audi S6 váží 1910 kg, S6 Avant 1970 kg, výkonová hmotnost tedy činí pouze 4,55 kg/k, resp. 4,69 kg/k. Audi S6 ale na rozdíl od nich pohodlně sveze pět dospělých pasažérů, včetně jejich zavazadel.

Ocelové vinuté pružiny s optimalizovanou tuhostí přitom podporují špičkové jízdní vlastnosti, přesné řízení s posilovačem Servotronic s proměnlivým účinkem usnadňuje ovládání vozu i při vysokých rychlostech.

Mezinápravový diferenciál Torsen stálého pohonu všech kol quattro poslední generace rozděluje přenášený točivý moment mezi přední a zadní kola za normálních podmínek v poměru 40:60.

Sériově montovaný stabilizační systém ESP mohou zkušení, sportovně založení řidiči deaktivovat, a to ve dvou fázích: Nejprve se vyřazuje z činnosti pouze protiprokluzové zařízení ASR a ESP zůstává aktivní. Po stlačení spínače systému ESP na dobu delší než tři sekundy se stabilizační systém kompletně deaktivuje, v činnosti zůstávají pouze elektronický závěr diferenciálu EDS a protiblokovací systém brzd ABS.