Nowa siedmiostopniowa skrzynia S tronic, zaprojektowana w układzie trzech wałów, ma mniej niż 60 cm długości. Stanowiące nowość dwa sprzęgła wielopłytkowe, ułożone jedno za drugim, obsługują dwie niezależne od siebie części skrzyni. Bezpośrednie przełączanie biegów możliwe jest dzięki naprzemiennemu otwieraniu i zamykaniu sprzęgieł. Przebiega ono w setnych ułamkach sekundy, prawie bez przerywania siły ciągu, tak dynamicznie, płynnie i komfortowo, że ledwo się je zauważa.
Wał napędowy prowadzi z siedmiobiegowej skrzyni S tronic, przez skrzynię korbowodu silnika aż do przedniej osi. Tam sprzęgło wiskotyczne przejmuje funkcję podziału momentu obrotowego. Podczas zwykłej jazdy kieruje ono ok. 15 procent momentu na oś przednią. Gdy tylne koła zaczynają buksować, na przednie koła kierowane jest dodatkowo maksymalnie 15 procent. Na tylnej osi pracuje mechaniczny dyferencjał. Podział obciążenia w tyle auta idealnie współgra z koncepcją silnika umieszczonego centralnie. Podział momentu obrotowego między tylną i przednią osią wynosi 43:57 (przód : tył), z niewielkimi różnicami w poszczególnych wariantach.
Przy budowie podwozia tego wysokiej klasy auta sportowego, wykorzystano technologie stosowane w sportach motorowych. Każde koło posiada podwójne trójkątne wahacze stabilizacyjne, wykute z aluminium. W Audi R8 V10 plus, sprężyny i amortyzatory starannie wyregulowano względem siebie oraz odpowiednio dopasowano wartości ugięcia przedniej osi. Adaptacyjny system amortyzacji Audi magnetic ride, stanowi element wyposażenia seryjnego R8 V10, a w modelach z silnikiem V8 dostępny jest opcjonalnie. Posiada on tryb normalny i sportowy. Wspomaganie kierownicy zapewnia bardzo zróżnicowaną, delikatną reakcję i działa w sposób bezpośredni, zgodny ze sportowym duchem auta.
Zmodernizowane Audi R8 jeździ na dużych kołach. W wariantach z silnikiem V8, koła montowane seryjnie mają następujące rozmiary: 8,5 J x 18 z przodu i 10,5 J x 18 z tyłu. Opony są w rozmiarze, odpowiednio 235/40 i 285/35. W wariantach z silnikiem V10, Audi montuje koła dziewiętnastocalowe o szerokości 8,5 i 11 cali; opony zastosowano odpowiednio 235/35 i 295/30. Opcjonalnie dostępne są koła o szczególnie atrakcyjnej stylistyce – z wysokim połyskiem, w kolorze tytanu lub (w przypadku Audi R8 V10 plus) w lśniącej czerni.
Stalowe tarcze hamulcowe w tym superszybkim aucie sportowym są wentylowane od środka, mają otwory i połączone są przy pomocy trzpieni z aluminiowymi tarczami nośnymi. Nowe tarcze w stylistyce Wave - ich kontury zewnętrzne mają kształt fali – są lżejsze o około dwa kilogramy w porównaniu z tradycyjnymi tarczami okrągłymi o tych samych wymiarach. Aluminiowe zaciski hamulcowe pracują za pomocą ośmiu tłoków przy każdym z przednich kół, a przy tylnych kołach – za pomocą czterech. W opcji z dziewiętnastocalowymi kołami, Audi montuje na życzenie ceramiczne tarcze hamulcowe wzmocnione włóknem węglowym (element seryjny w Audi R8 V10 plus). Elektroniczny system stabilizacji toru jazdy ESC posiada jeden tryb sportowy i można go całkowicie dezaktywować.
