El Audi R8 LMP fue un prototipo de Le Mans presentado en 2000, que sucedió a los anteriores R8R y R8C y conservó su motor, y se convirtió en uno de los sport prototipos más dominantes de la historia de la resistencia. Con un V8 biturbo de 3,6 litros y llevado por el Audi Sport Team Joest, convirtió a Audi en la referencia de la resistencia.
El R8 ganó las 24 Horas de Le Mans en 2000, 2001, 2002, 2004 y 2005, cinco victorias en seis años, y su única derrota llegó en 2003 ante el Bentley Speed 8, del mismo grupo Volkswagen. También ganó seis títulos consecutivos de la American Le Mans Series, de 2000 a 2005. Rápido, fiable y reparable sin límite junto a la pista, el R8 LMP dio a Audi el prestigio deportivo que más tarde luciría el superdeportivo R8 de calle.