Audi R8 LMP был прототипом для Ле-Мана, представленным в 2000 году. Он пришёл на смену R8R и R8C, сохранив их двигатель, и стал одним из самых успешных спортивных прототипов в истории гонок на выносливость. С битурбо V8 объёмом 3,6 литра, под управлением Audi Sport Team Joest, он сделал Audi эталоном в гонках на выносливость.
R8 выиграл 24 часа Ле-Мана в 2000, 2001, 2002, 2004 и 2005 годах, пять побед за шесть лет. Единственное поражение пришло в 2003 году от Bentley Speed 8 из того же концерна Volkswagen. Он также выиграл шесть чемпионатов American Le Mans Series подряд, с 2000 по 2005 год. Быстрый, надёжный и легко ремонтируемый прямо у трассы, R8 LMP дал Audi престиж в автоспорте, на котором позже опирался дорожный суперкар R8.