La Panigale V4 R bat tous les records mécaniques en termes de régime moteur, avec 16500 tr/min grâce à son moteur 4 cylindres en V à 4 temps de 998cc et 221 chevaux (234 avec le package Akrapovic en option). La V4R emprunte plusieurs caractéristiques à la MotoGP, telles que les appendices aérodynamiques latéraux, le moteur V4 appelé Desmosedici Stradale et l'électronique de haut niveau. Grâce à cette moto, Ducati joue un rôle de premier plan dans le championnat mondial Superbike.