V6柴油发动机在奥迪S5历史上首次出现。他的3.0 TDI发动机将于2019年底在S5 coupe和S5 Sportback上同时推出。现在它可以产生347PS的功率，并为曲轴提供700牛米(516.3磅-英尺)的扭矩，转速在2500到1300转/分之间。

奥迪S5 TDI搭载电动压缩机和轻混技术。这两种技术都嵌入在标准的48V主电路中。在S5 TDI中，强大的48V皮带交流发电机起动器首次成为轻度混合动力系统的核心，其最大反馈功率高达8 kW。

在S5 coupe中，加速到62英里/小时分别需要4.8秒和4.9秒，而在S5 Sportback中，电子限速达到了155英里/小时的峰值。

柴油发动机搭配8速Tiptronic变速箱和带自锁中央差速器的全轮驱动quattro系统。