Debutto nel segmento delle hypercar per Audi, che con la Nuvolari propone la prima supercar ibrida plug-in della sua storia. Il modello, realizzato in una serie limitata di 499 unità, adotta un sistema propulsivo composto da un motore V8 biturbo e tre unità elettriche per una potenza complessiva di 1.001 CV.

La supercar adotta un powertrain composto da un V8 4.0 biturbo da 800 CV abbinato a tre motori elettrici a flusso assiale. Due unità sono collocate sull'asse anteriore e partecipano alla gestione della trazione integrale, mentre un terzo motore è integrato tra il propulsore termico e la trasmissione. Il risultato è una vettura capace di accelerare da 0 a 100 km/h in 2,6 secondi e di superare i 350 km/h di velocità massima. Sul fronte della dinamica di guida, Audi introduce il sistema 'quattro predictive ride', evoluzione della tradizionale trazione integrale del marchio. Attraverso l'analisi in tempo reale di parametri come angolo di sterzo, accelerazioni e aderenza, il sistema è in grado di anticipare eventuali perdite di grip e distribuire la coppia sia tra gli assali sia tra le singole ruote. Il contributo del motorsport emerge anche sul fronte dell'aerodinamica. La Nuvolari adotta un sistema attivo che modifica la configurazione della vettura in funzione delle condizioni di guida. Lo sviluppo ha coinvolto anche i piloti Audi impegnati in Formula 1, Nico Hülkenberg e Gabriel Bortoleto, chiamati a fornire indicazioni durante la messa a punto del progetto. Tra le soluzioni più significative figurano l'alettone posteriore a scomparsa e il Drag Reduction System (DRS), tecnologia direttamente ispirata alla Formula 1 che consente di ridurre la resistenza aerodinamica nei tratti ad alta velocità. Nelle configurazioni più sportive la vettura può generare fino a 400 chilogrammi di carico aerodinamico. Anche l'impianto frenante rappresenta un punto di contatto diretto con il mondo delle corse. Il sistema brake-by-wire utilizza dischi Audi Ceramic Pro derivati dalla Formula 1 e progettati per sopportare carichi termici estremi. Secondo Audi, la capacità di assorbimento energetico raggiunge i 2,8 megawatt, con prestazioni paragonabili a quelle di una monoposto da competizione. La Nuvolari adotta un'evoluzione dell'Audi Space Frame con scocca in alluminio e carrozzeria interamente realizzata in CFRP, una combinazione di fibra di carbonio e poliuretano termoplastico sviluppata utilizzando processi derivati dall'esperienza della Formula 1.