W 2012 roku auto przeszło facelifting. Przeprojektowano przedni zderzak z nowym grillem, zmodyfikowano reflektory wraz ze światłami do jazdy dziennej w technologii LED, zmieniono delikatnie tylne lampy, okrągłe końcówki wydechów zintegrowano z nowym tylnym zderzakiem. W pojeździe zastosowano nową siedmiobiegową przekładnię dwusprzęgłową (S-tronic), która zastąpiła poprzednią zautomatyzowaną (R-tronic). Zaprezentowano także nową, mocniejszą wersję pojazdu R8 plus z mocą 550 KM. Jest to najszybsza wersja R8, która do 100 km/h przyspiesza w 3,5 s.
Pod koniec roku 2012 pojawiło się Audi R8 e-tron napędzane wyłącznie przy użyciu dwóch silników elektrycznych. Prąd do pracy silniki pobierają z akumulatora o pojemności 48,6 kWh. Jednostki napędowe generują łączną moc 280 kW (380 KM) i maksymalny moment obrotowy 820 Nm. Dzięki nim, to sportowe auto osiąga prędkość 100 km/h w czasie 4,2 s.