Con 700 Nm de par motor y una potencia de 255 kW (347 CV), los nuevos Audi S5 Sportback y S5 Coupé están propulsados por un motor V6 diésel en el mercado europeo. El 3.0 TDI ofrece un poderoso empuje desde bajas revoluciones, un funcionamiento suave y refinado y una gran autonomía, gracias en parte a su sistema MHEV y al compresor eléctrico EPC, que ayuda al turbocompresor. Ambos modelos S TDI aceleran de 0 a 100 km/h por debajo de los 5 segundos. La velocidad máxima está limitada electrónicamente a 250 km/h.
Un cambio tiptronic de ocho marchas y la tracción quattro permanente a las cuatro ruedas transfieren la fuerza del motor al asfalto en los S5 Sportback y S5 Coupé. La suspensión S, con reglajes firmes, es de serie; la suspensión con control de amortiguación se ofrece de forma opcional. Toda una serie de detalles de diseño subrayan el posicionamiento único de los modelos S TDI, tanto en el exterior como en el habitáculo.
Audi ofrece el S5 Coupé y S5 Sportback con el motor 3.0 TFSI para los mercados fuera de Europa. El motor turboalimentado de gasolina con inyección directa rinde una potencia de 260 kW (354 CV) y genera un par de 500 Nm entre 1.370 y 4.500 rpm. El V6 impulsa al S5 Coupé TFSI de 0 a 100 km/h en 4,7 segundos, y su velocidad máxima autolimitada es de 250 km/h. El S5 Sportback TFSI emplea dos décimas de segundo más en la aceleración de 0 a 100 km/h.
Como todos los Audi descapotables, el S5 Cabrio utiliza un techo con una clásica capota de lona. Ofrece una gran eficacia acústica, y se abre y cierra automáticamente en 15 segundos a velocidades de hasta 50 km/h. Los refuerzos estratégicos en la estructura proporcionan una gran rigidez a la carrocería. Con el techo cerrado, el maletero de este modelo de cuatro plazas tiene un volumen de 370 litros; los respaldos de los asientos traseros pueden plegarse para ampliar este espacio para el equipaje.