La cuarta generación del A4 (código interno: B8) se mostró oficialmente al público en el Salón del Automóvil de Frankfurt de 2007 en su variante sedán, y en el Salón del Automóvil de Ginebra de 2008 como familiar. El Audi A5 es un automóvil deportivo similar en estructura, gama de motores y diseño al A4, que se ofrece con carrocerías coupé y descapotable.

En relación con las generaciones anteriores, este A4 tiene su motor ubicado en una posición más retrasada con respecto al eje delantero, emulando a sus dos rivales alemanes. Ha crecido unos 120 mm en longitud con respecto al A4 anterior. El familiar se ofrece con un nivel de equipamiento llamado «A4 Allroad Quattro», que tiene accesorios estéticos similares a los de un automóvil todoterreno como el Audi A6 Allroad Quattro.

Los motores gasolina son un cuatro cilindros en línea de 1.8 litros y 120 ó 160 CV, un cuatro cilindros en línea de 2.0 litros y 180 ó 210 CV, un seis cilindros en V de 3.2 litros y 265 CV, y un seis cilindros en V de 3.0 L y 333 CV. Todos ellos poseen inyección directa y cuatro válvulas por cilindro. Los cuatro cilindros en línea tienen turbocompresor e intercooler, en tanto que el 3.0 L, que corresponde a la variante S4, lleva compresor volumétrico e intercooler.

Los motores Diesel son un cuatro cilindros en línea de 2.0 L que desarrolla 120, 143 ó 170 CV, un V6 de 2.7 L y 190 CV, y un V6 de 3.0 L y 240 CV. Posteriormente se añadió a la gama el eficiente motor 2.0 TDIe que ofrece 136 CV siendo sus consumos menores que el del 2.0 TDI de 120 CV. Todos tienen turbocompresor de geometría variable, inyección directa con alimentación por conducto común, intercooler y cuatro válvulas por cilindro. Esta cuarta generación del modelo A4 es la primera en montar faros diurnos mediante diodos LED.

En Octubre de 2011 sufrió un restyling. Según el portal de automóviles «www.diariomotor.com» las principales novedades del «Audi A4 2012» son una actualización estética del frontal, introducción de mecánicas un 11% eficientes y una renovación del habitáculo, así como del equipamiento. Las potencias están comprendidas entre 120 CV y los 333 CV del Audi S4 con motorizaciones diésel y gasolina, ofreciendo hasta 23 combinaciones de transmisión y motor. En febrero de 2012 se presentó el Audi RS4 Avant,  la versión más potente con un motor 4.2 V8 idéntico al del Audi RS5, que rinde una potencia de 450 CV a 8.250 rpm.