Der Audi S5 hat zum ersten Mal einen V6-Dieselmotor unter der Haube. Im S5 Coupé und im S5 Sportback leistet der 3.0 TDI-Motor 255 kW (347 PS) und wuchtet bis zu 700 Nm Drehmoment auf die Kurbelwelle. Ein elektrisch angetriebener Verdichter sorgt für starke Anfahrperformance, ein Mild-Hybrid-System erhöht die Effizienz. Diese Kombination von Leistung, Drehmoment und Effizienz macht ihn einzigartig im Segment.
Der 3.0 TDI in den S5-Modellen bildet die stärkste Ausbaustufe der V6-Dieselreihe von Audi. Er kombiniert Performance mit Effizienz und stellt in dieser Form ein einzigartiges Angebot im Segment dar. Seine Leistung beträgt 255 kW (347 PS), sein Drehmoment von 700 Nm steht zwischen 2.500 und 3.100 Umdrehungen pro Minute bereit. Der aus den WLTP-Werten korrelierte NEFZ-Verbrauch beträgt sowohl beim S5 Coupé TDI als auch beim S5 Sportback TDI trotz der deutlich höheren Performance nur 6,2 Liter Diesel pro 100 Kilometer, ein CO2-Äquivalent von 161 Gramm pro Kilometer. Die neuen S-Modelle unterbieten ihre Vorgänger mit V6-Benzinmotor im Kraftstoffverbrauch trotz wesentlich mehr Drehmoment im Mittel um etwa 19 Prozent.
Der Sechszylinder-Dieselmotor bringt das S5 Coupé in 4,8 Sekunden und den S5 Sportback in 4,9 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h. Die elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit liegt bei 250 km/h. Mit diesen Eigenschaften ist der V6-Dieselmotor der ideale Antrieb für Agilität, Spontaneität, niedrigen Verbrauch und hohe Reichweite. Dabei hat er einen sportlichen Sound und hohe Laufruhe.