Avec leur moteur 2.0 TFSI à longue course, la S3 et la S3 Sportback sont le fruit d'un tout nouveau développement. Le seul point en commun qu'ils partagent encore avec leur prédécesseur élu « engine of the year » cinq années de suite entre 2005 et 2009 est la cylindrée de 1.984cc (alésage x course 82,5 x 92,8 millimètres). Entre 1.800 et 5.500 tr/min, ils développent un couple constant de 380Nm, envoyé aux 4 roues motrices. Entre 5.500 et 6.800 tr/min, sa puissance est de 300ch.
Le sprint de zéro à 100km/h est expédié en 5,1 secondes en association avec la S tronic et en 5,4 secondes avec la boîte manuelle. Comme toujours chez Audi, la vitesse maximale est limitée par l'électronique à 250km/h. Equipée de la S tronic la S3 et la S3 Sportback se contentent de 6,9 litres de carburant aux 100 km (avec boîte manuelle: 7,0 litres) - soit une émission de CO2 de 159 (162) grammes au km et une baisse (avec boîte manuelle) de 1,5 litres par rapport aux modèles précédents.
