第四代 A3 于 2020 年 3 月 3 日以 Sportback 车型亮相，Saloon 车型则于 2020 年 4 月 21 日发布。
全新的外观和内饰设计深受 Lamborghini 启发，配备 LED 前大灯和尾灯，并可选装 Matrix LED 前大灯。[ citation needed ] 它与其他 Audi 车型以及 Volkswagen Golf Mk8、SEAT Leon Mk4 和 Škoda Octavia Mk4 共享 MQB evo 平台。
与上一代车型相比，其长度和宽度增加了 3 厘米，但轴距保持不变。行李箱容积在座椅直立时为 380 升，座椅放倒后可达 1200 升。其风阻系数为 0.28，搭载 1.0 升三缸涡轮增压汽油发动机（110 马力）、1.5 升发动机（150 马力）、2.0 升 TDI 发动机（116 马力或 150 马力）。
此外还提供新的 2.0 升 Quattro 版本，包括汽油和柴油两种变体。它可产生 190 马力（142 kW）和 320 N⋅m（236 lbf⋅ft）的扭矩（柴油变体为 400 Nm）。由于 Quattro 四轮驱动系统，其行李箱容积有所减少（320 升，而其他 A3 变体为 380 升）。
S3 车型采用与上一代相同的 2.0 升汽油发动机，可产生 310 马力（231 kW）和 400 N⋅m（295 lbf⋅ft）的扭矩，但这次仅提供自动变速箱。同样，由于 Quattro 四轮驱动系统，其行李箱容积也有所减少。在美国，S3 配备了更新的 EA888.4 2.0 升发动机，与 Mk8 Golf R 共享，额定功率为 306 马力（228 kW）和 400 N⋅m（295 lbf⋅ft）。
与上一代一样，新款 S3 也提供轿车/三厢版本。
这一代 A3 Sedan 预计要到 2021 年底才会作为 2022 款车型登陆北美。A3 Sportback e-tron 或任何其他 A3 Sportback 变体将不再在北美销售。在销售 A3 Sportback PHEV 变体的国家，它将不再被称为 e-tron，因为该名称专用于 Audi 电动汽车。取而代之的是 TFSIe。有两个版本：“40 TFSIe”和“45 TSFIe”。前者 0–62 mph（0–100 km/h）加速时间为 7.4 秒，而后者基于 Golf GTE，0–62 mph（0–100 km/h）加速时间为 6.3 秒。
最高规格的 RS 3 车型配备 2.5 升五缸发动机，可产生 400 PS（294 kW；395 hp）和 500 N⋅m（369 lb⋅ft）的扭矩，0-60 mph（97 km/h）加速时间为 3.8 秒。它配备七速双离合自动 S-Tronic 变速箱。它还配备了新的 MMI 信息娱乐系统，带有 10.25 或 12.3 英寸数字仪表盘，以及 10.1 英寸的副屏幕。通过 RS Dynamic 套件，速度限制器被移除，使 RS3 能够达到 290 km/h（180 mph）的最高速度。美国市场的 RS3 比欧洲 RS3 略有更高的功率，据称达到 401 hp（299 kW；407 PS）。这部分是由于美国车型没有汽油颗粒过滤器，因为它不需要满足排放标准。美国市场的 RS3 代之以配备二次催化转化器。
2022 年 10 月，RS3 Performance Edition 面向欧洲买家推出。增压值从 1.5 巴增加到 1.6 巴（21.8 至 23.2 psi），使功率提升至 407 PS（299 kW；401 hp），从而与联邦化版本的峰值功率相匹配。扭矩保持不变，但范围略有扩大。（无限制的）最高速度达到 300 km/h（186 mph），这是基于 A3 的车型首次达到此速度。产量限制为 300 台。
Audi 于 2024 年 3 月 12 日发布了 A3 和 S3 的改款车型，并随后公布了 RS3。此次中期改款引入了 allstreet 变体，其特点是抬高的车身和越野装饰。它采用了更新的外观造型元素，包括修改过的大灯、重新设计的前格栅、改进的保险杠、新的轮毂设计和更新的后扩散器。内饰更新包括空调出风口周围的银色装饰、增强的氛围灯以及整个座舱内的装饰性织物饰件。2025 年的一项重大机械变化是 Audi 的 quattro 全轮驱动系统在北美所有 A3 变体上标准化，取消了之前提供的前轮驱动配置。
基础款 RS 3 保持相同的 2.5 升涡轮增压直列五缸发动机，北美轿车版本更新后可产生 401 马力，而之前为 396 马力。它仍然与更新版的 Quattro S 七速双离合自动变速箱匹配。改款车型的 0–60 mph 时间从 3.8 秒缩短至 3.6 秒，工厂限速为 155 mph。燃油效率略有提高，RS3 Sedan 的评级为 9.1 L/100 km（25.8 mpg US），二氧化碳排放量为 207 g/km。
欧洲 RS 3 Sportback 的油耗和排放略高于轿车，评级为 9.3 L/100 km（25.3 mpg US），二氧化碳排放量为 217 g/km，保持其 G 级效率分类。
更新后的 RS3 受益于改进的底盘，旨在通过更新扭矩分配器、自适应减震器和车轮选择性扭矩控制来改善操控性。这使得汽车转向更锐利并减少转向不足。这些改进帮助开发车手 Frank Stippler 在纽博格林赛道上创下了 7:33.123 的圈速，比之前的紧凑级纪录快了五秒多。
A3 动力系统由一台 2.0 升涡轮增压直列四缸发动机组成，可产生 201 马力，并与 48 伏轻度混合动力系统匹配。对于 2025 款车型，扭矩输出从之前的 221 lb-ft 增加到 236 lb-ft。动力通过七速 S tronic 双离合自动变速箱传递。轻度混合动力系统通过扩展的启停功能和再生能力提高了燃油效率。
A3 标配 10.3 英寸数字仪表盘，可通过 Technology 套件升级至 12.3 英寸显示屏。10.1 英寸触摸屏信息娱乐系统标配无线 Apple CarPlay 和 Android Auto 集成。在美国提供两个装饰级别：起价为 38,200 美元的 Premium 和 40,800 美元的 Premium Plus。A3 入选了 Car and Driver 2025 年编辑之选名单。
