새로운 R8의 등장은 아우디에게 많은 변화를 선사했다. 독일은 물론 세계적으로 수 많은 레이스에 직, 간접적으로 참여하고 있는 아우디는 새로운 R8의 등장에 맞춰 R8의 레이스카 버전인 R8 LMS 역시 새롭게 개발하고 이를 2015년 제네바 모터쇼에서 공개했다. 새로운 디자인 DNA를 적용한 R8 LMS은 레이스에 최적화 된 바디킷은 물론 파워트레인의 개선을 거쳤다.
곡선으로 구성 된 기존 R8과 달리 직선과 각을 강조한 디자인은 새로운 아우디 R8에게 더욱 강렬하고 명확한 이미지를 갖췄는데 새로운 R8 LMS는 양산 모델보다 더욱 강력한 퍼포먼스와 공기역학을 위해 대대적인 개선을 거쳤다. 이를 위해 와이드 바디킷을 장착해 차체의 전폭을 대폭 늘렸다. 새로운 바디킷에는 스플리터와 카나드가 장착 돼 다운포스를 한층 강화했고, 보닛에 에어밴트를 추가했다.
1세대 R8 LMS는 V10 FSI 5.2L 엔진을 장착해 초기 560마력을 자랑했고, 2014년 시즌에는 푸시-투-패스를 통해 최고 570마력까지 끌어 올렸다. 2세대 R8 LMS는 출력을 대폭 끌어 올리며 585마력에 이른다. 여기에 패들 쉬프트를 장착한 6단 변속기를 더해 보다 기민하고 출력을 극대화시킨다.
여기에 GT3 규정에 맞춰 1세대 R8 LMS과 달리 사륜구동 대신 후륜 구동으로 채택했다. 이를 통해 GT3를 비롯한 세계 유수의 대회에 곧바로 투입 할 수 있으며 아우디 R8 LMS 컵의 차량 규정 역시 후륜 구동으로 손질했다.
2세대 R8 LMS는 세계적으로 명성이 높은 원메이크 레이스인 아우디 R8 LMS 컵 레이스에 출전한다. 아우디 R8 LMS 컵 레이스는 지난 2012년 첫 개최됐고 출범 당시에는 중국 무대를 중심으로 운영됐으나 2013년부터 아시아 전역으로 그 규모를 넓혔다. 아우디는 추후 새로운 R8 LMS를 대회에 투입할 계획이다.