Der Vierzylinder im S3 Sportback wurde von Grund auf neu entwickelt. Mit seinem Vorgänger hat er nur noch den Hubraum von 1.984 cm3 gemeinsam. Seine Nennleistung von 221 kW (300 PS) steht bei 5.500 1/min bereit, auf einem Plateau von 1.800 bis 5.500 1/min liegt das Drehmomentmaximum von 380 Nm an.

Spontane Reaktionen auf Befehle des Fahrers und ein sportlich-sonorer Sound kennzeichnen den Hochleistungs-Vierzylinder. Wenn das Fahrdynamiksystem Audi drive select im Modus dynamic arbeitet, wird die Leistung des Motors auch akustisch unterstrichen. Um Kraft mit vorbildlicher Effizienz zu kombinieren nutzt der 2.0 TFSI ein breites Portfolio neuer Technologien, von der dualen Ein-spritzung über das Audi valvelift system und den im Zylinderkopf integrierten Abgaskrümmer bis hin zum innovativen Thermomanagement.

Im Zusammenspiel mit der optionalen Sechsgang-S tronic dauert der Sprint von 0 auf 100 km/h nur 4,9 Sekunden, mit dem manuellen Sechsganggetriebe vier Zehntel länger. Bei 250 km/h endet der Vortrieb elektronisch begrenzt. Die Launch Control bringt die Kraft des Motors mit definiertem Reifenschlupf auf die Straße. Auf 100 km begnügt sich der 2.0 TFSI im Mittel mit 6,9 Liter Kraftstoff pro 100 km (Wert für S tronic, mit Schaltgetriebe 7,0 Liter pro 100 km), gegenüber dem Vorgängermodell spart der S3 Sportback 1,5 Liter pro 100 km.

Die unteren Gänge beider Getriebe sind sportlich eng gestaffelt, die lange Übersetzung des sechsten Gangs reduziert den Verbrauch. Zur Steuerung des Doppelkupplungsgetriebes gibt es auf Wunsch Wippen am Lenkrad, neben der manuellen Ebene stehen die automatischen Modi D und S bereit.