Bên cạnh phiên bản đường phố R8 thế hệ hai, Audi Quattro cũng rất nhanh chóng giới thiệu bản đua của nó với tên gọi Audi R8 LMS 2016. Audi R8 LMS 2016 được tạo nên bởi đội ngũ đã làm nên mẫu Audi R18 đã chiến thắng giải Le Mans và tay đua DTM Rahel Frey đã lái nó lên bục trưng bày.

Audi R8 LMS 2016 sở hữu ít sức mạnh hơn R8 V10 Plus bản thương mại với sức mạnh chỉ 585 mã lực vì quy định của giải đua GT3 bắt buộc các xe tham gia chỉ được có tối đa là 585 mã lực. So với R8 LMS thế hệ cũ, động cơ của Audi R8 LMS 2016 có thể chạy 20.000 km thì mới cần phải sửa chữa và nó cũng là một trong những xe đua có động cơ bền nhất giải GT3.

Mẫu xe đua mới nhẹ hơn 25 kg so với bản cũ với trọng lượng chỉ 1.225 kg. Audi R8 LMS 2016 có khung gầm có thể chịu được lực xoắn tốt hơn 39%. Audi R8 LMS 2016 sở hữu body kit hầm hố và mang đậm tính khí động lực học hơn với cánh gió rất lớn phía sau và các chi tiết nhằm tối ưu dòng không khí qua xe. Nước sơn màu xám và trắng điểm xuyết đỏ trông rất giống với Audi TT Sport Cup.

Các kỹ sư của Audi cũng khiến mẫu xe đua mới nhất của mình an toàn hơn với mẫu ghế đua kiểu mới được gắn trực tiếp vào khung xe. Hệ thống an toàn cũng được nâng cấp với cửa thoát hiểm cấp tốc: nếu gặp tai nạn, tay đua có thể dễ dàng thoát ra qua nóc xe.

ước sơn màu xám và trắng điểm xuyết đỏ trông rất giống với Audi TT Sport Cup.