El S8 es la versión deportiva del A8 y se fabrica en Neckarsulm. El D2 llegó a Europa en 1996 con un V8 4.2 de 250 kW (340 PS) y una caja manual de seis velocidades de serie, y desde finales de 1999 tuvo cinco válvulas por cilindro y 265 kW; la producción del D2 terminó en 2002. El S8 D3 se anunció en el último trimestre de 2005 y se fabricó de junio de 2006 a septiembre de 2009 con un V10 5.2 FSI de 450 PS.
El D4 salió a la venta en 2012 con un V8 4.0 TFSI biturbo de 520 PS (382 kW) y 650 Nm, y el S8 plus de 2016 lo subió a 605 PS y 700 Nm. El S8 D5 se presentó a finales de 2019 como modelo de 2020, en versiones de batalla corta y larga, con un V8 4.0 de 420 kW y un sistema microhíbrido de 48 voltios. Audi dejó de aceptar nuevos pedidos del A8 en Alemania desde el 18 de febrero de 2026.