Audi R8 V12 TDI（后更名为Audi R8 TDI Le Mans）是一款柴油动力概念车，于2008年1月13日在北美国际车展首次向公众亮相，同年3月又在日内瓦车展展出。该车搭载6.0升V12发动机，采用大众集团成熟的涡轮增压直喷（TDI）涡轮柴油技术。该发动机在4,000转/分时可输出368千瓦（500马力；493制动马力），在1,750-3,000转/分时可产生1,000牛⋅米（738磅⋅英尺）的扭矩。车辆采用奥迪quattro全时四轮驱动系统和6速手动变速箱。该车0-100公里/小时（0-62英里/小时）加速时间为4.2秒，最高时速可超过300公里/小时（186英里/小时）。
R8 TDI Le Mans的悬挂设置和制动系统经过改装，以应对用V12 TDI替换标准V8发动机所带来的额外动力和重量（300公斤（661.4磅））。V12 TDI比标准R8需要更多冷却，因此车顶集成了一个NACA进气道，为发动机输送额外空气。车辆前后的通风口尺寸也增加了20%。该车配备了全LED大灯，首次亮相于Audi Le Mans Quattro概念车。为参加底特律车展，奥迪为其装配了20英寸合金轮毂。后隔板向前移动以容纳体积更大的V12发动机，这意味着它失去了标准R8上通常位于后排座椅后方的空间。
2009年5月，奥迪决定暂停R8 TDI的量产计划，理由是“重新设计汽油版R8以容纳这台巨大的双涡轮增压柴油发动机的成本实在太高——而且仅靠销售无法收回投资”。
