La Panigale V4 R conserve les proportions équilibrées de la Panigale V4 et ajoute des solutions aérodynamiques avancées qui affinent encore davantage le design, pour une évolution marquée par rapport au modèle précédent. L'esthétique bénéficie d'une sélection de composants en fibre de carbone, dont certains remplacent des éléments d'origine afin de souligner le look exclusif, mais aussi de réduire le poids total de la moto. 

Les modifications apportées pour obtenir l'homologation Euro 5+, visant à réduire les émissions brutes (celles avant le convertisseur catalytique) sans réduire les performances du moteur, comprennent le repositionnement des injecteurs et une nouvelle conception des conduits d'admission. Les conduits d'admission ont désormais une surface intérieure plus propre, pour une meilleure perméabilité par rapport à la configuration précédente, avec le papillon des gaz complètement ouvert à la levée maximale de la soupape.

Pour plus d'attrait et d'authenticité, le réservoir en aluminium brossé apparent souligne le caractère séduisant et sportif de la Panigale V4 R.

Comme toutes les éditions spéciales homologuées emblématiques de Borgo Panigale, la palette de couleurs s'inspire de l'esprit de compétition évoqué par le rouge Ducati, qui distingue depuis longtemps les motos « R » participant au championnat WorldSBK. Le rouge des carénages crée un contraste audacieux avec le cadre et le bras oscillant, qui ajoutent une touche technique et agressive en noir, exclusive à la V4 R.

La vedette de la nouvelle Panigale V4 R est le moteur Desmosedici Stradale V4 à 90° de 998 cm3 qui, dans sa dernière évolution, développe une puissance maximale homologuée de 218 ch à 15 750 tr/min, atteignant un régime maximal de 16 500 tr/min en sixième vitesse et de 16 000 tr/min dans les autres vitesses, pour des performances dignes de la course. 

Pour garantir ces performances, le nouveau Desmosedici Stradale R introduit plusieurs nouveautés importantes : le système d'admission a été entièrement repensé, chaque piston est 5 % plus léger et le nouveau vilebrequin est à haute inertie.

À l'instar des motos de course, la Panigale V4 R est équipée d'un schéma de changement de vitesse de type course. La boîte de vitesses Ducati Racing Gearbox (DRG) place le point mort sous la première vitesse, plutôt qu'entre la première et la deuxième, afin d'assurer un frein moteur suffisant dans la phase finale du freinage, à l'entrée des virages en première vitesse. L'absence de point mort entre la première et la deuxième garantit également un passage plus rapide, plus fluide et plus répétable entre ces deux vitesses par rapport à une boîte de vitesses avec configuration route. 

Pour éviter tout passage accidentel de la première vitesse au point mort, la boîte de vitesses est équipée du système breveté Ducati Neutral Lock (DNL), qui peut être désactivé à l'aide du levier dédié situé sur le demi-guidon droit. Pour passer au point mort, le pilote doit effectuer les mêmes actions que les pilotes officiels en MotoGP et en Superbike.

Les injecteurs ont été déplacés de la partie interne des conduits d'admission. Dans leur nouvelle position, la pulvérisation est plus efficace, ce qui permet d'améliorer le rendement de la combustion. Le déplacement des injecteurs a nécessité une nouvelle conception des conduits d'admission, avec une surface interne plus lisse offrant une amélioration de la perméabilité lorsque le papillon est complètement ouvert à la levée maximale de la soupape.

La Panigale V4 R est équipée de nouveaux arbres à cames d'échappement, dont le profil différent retarde l'ouverture des soupapes d'échappement. En termes de performances, la combinaison d'une nouvelle admission et d'un nouvel arbre à cames permet d'obtenir une courbe de puissance et de couple plus élevée à tous les régimes, avec une puissance supplémentaire de 4 ch à 16 000 tr/min qui garantit une meilleure accélération.

Le nouveau Desmosedici Stradale R est équipé de nouveaux pistons encore plus légers (-5,1 %) et d'un nouveau vilebrequin à haute inertie. Cette solution, qui s'inscrit dans la stratégie de développement de Ducati MotoGP, garantit une réponse plus continue du moteur, pour une version de série homologuée de celle de la Desmosedici pilotée par Marc Márquez et Francesco Bagnaia.

La Panigale V4 R est équipée de l'embrayage à sec compact SBK dérivé de la version utilisée dans le championnat WorldSBK par l'équipe officielle Ducati. Par rapport à l'embrayage monté sur les autres modèles V4, le diamètre et la longueur axiale ont été réduits (-24 mm) et, surtout, le poids a été réduit d'environ 800 grammes.

Dans sa dernière évolution, le Desmosedici Stradale R développe une puissance homologuée maximale de 218 ch à 15 750 tr/min, atteignant un régime maximal de 16 500 tr/min en sixième vitesse et de 16 000 tr/min dans les autres vitesses. Née pour la course, la Panigale V4 R est peut être équipée d'un échappement complet en titane développé en collaboration avec Akrapovič, avec double silencieux sous la selle et boucliers thermiques en carbone, spécialement conçus pour cette configuration. Avec cet échappement de course, le moteur atteint 235,3 ch, un chiffre qui peut être augmenté de 3,5 ch supplémentaires (4,5 ch au limiteur), pour un pic de 239 ch avec l'utilisation de l'huile Ducati Corse Performance Oil, développée par Ducati Corse en collaboration avec Shell. Le système améliore le rapport puissance/poids de la Panigale V4 R, grâce à un gain de poids de 6,6 kg par rapport au système standard et à une augmentation de puissance de 17,3 ch.

Le système d'échappement standard est conforme à la norme stricte Euro 5+ et conserve la puissance maximale de son prédécesseur tout en offrant une courbe de puissance et de couple plus élevée sur toute la plage d'utilisation.

Le nouvel échappement racing, entièrement en titane et développé en collaboration avec Akrapovič, rend la Panigale V4 R encore plus légère. Équipé d'un double silencieux sous la selle et de boucliers thermiques en carbone, il réduit le poids de 6,6 kg par rapport au système standard et augmente la puissance de 17,3 ch, améliorant considérablement le rapport puissance/poids et permettant une vitesse maximale de 330,6 km/h.

Le châssis de la nouvelle Panigale V4 R est dérivé de la dernière génération de Panigale V4 et adopte des solutions techniques et esthétiques inspirées du MotoGP. Le cadre avant, dont la rigidité latérale a été réduite de 40 %, inspire davantage confiance dans les angles d'inclinaison maximaux, améliorant l'entrée et la sortie des virages avec des vitesses encore plus élevées. Le nouveau bras oscillant symétrique creux, plus léger et arborant un design avec des bras latéraux et de larges ouvertures sur les côtés, contribue à réduire le poids total et à augmenter la stabilité. Il en résulte une sensation de compacité et de connexion entre l'avant et l'arrière, similaire à celle de la Desmosedici GP, qui permet des sorties de virage plus nettes et plus stables, sans oscillations indésirables.

L'ergonomie de la Panigale V4 R correspond à celle de la dernière génération de Panigale et est optimisée pour améliorer le contrôle de la moto pendant les phases les plus exigeantes de la conduite sur circuit, améliorant ainsi les performances tant sur un tour rapide que sur des sessions prolongées. Les principales mises à jour concernent la selle, le réservoir, les surfaces de contact entre le pilote et la moto, ainsi que la position des repose-pieds. La nouvelle conception du réservoir, avec une partie arrière plus adaptée, facilite les phases de freinage et de « pencher », avec un meilleur ancrage des genoux pour les pilotes de toutes tailles. Cela réduit l'effort physique et améliore la position du pilote dans les virages et l'efficacité au freinage.

La Panigale V4 R se distingue des autres motos Panigale V4 par son équipement en suspension mécanique Öhlins professionnelle avec soupape à pointeau, qui remplace l'unité semi-active avec soupape à tiroir de la V4 S. La fourche pressurisée Öhlins NPX25/30 Ø 43 mm avec tubes traités TiN est associée à un amortisseur Öhlins TTX36 équipé d'un réglage hydraulique de la précharge pour faciliter le réglage. Le mono-amortisseur peut être équipé d'un capteur de course linéaire pour la suspension arrière. La Panigale V4 R est également la première moto à être équipée du nouvel amortisseur de direction Öhlins SD20, plus compact et offrant une plus grande plage de réglage, des temps de réponse réduits et une force d'amortissement accrue grâce à un piston de plus grand diamètre. Le pivot réglable élargit les possibilités de réglage afin que la moto puisse être configurée pour mieux s'adapter à un style de conduite ou à un type de piste spécifique.

Les performances de freinage de la Panigale V4 R peuvent être améliorées grâce aux packs de freins avant Pro et Pro+ qui comprennent des disques de course Brembo T-drive à ailettes – d'un diamètre de 338,5 mm et d'une épaisseur de 6,2 mm – pour garantir une efficacité maximale et des performances constantes. Le pack Pro se distingue par ses étriers Brembo Hypure anodisés dans une couleur titane exclusive, tandis que le pack Pro+ adopte des étriers Brembo GP4 Sport Production usinés dans la masse avec des ailettes de refroidissement sur le corps extérieur pour un meilleur échange thermique, idéal pour une utilisation intensive sur circuit.

La Panigale V4 R est équipée de jantes tangentielles légères à cinq branches en aluminium forgé inspirées de celles de la DesmosediciGP, avec un poids respectif à l'avant et à l'arrière de seulement 2,95 kg et 4,15 kg. Des jantes en fibre de carbone sont disponibles en option, réduisant le poids de 0,950 kg, améliorant l'agilité dans les changements de direction et réduisant l'effort de conduite, tout en améliorant la capacité à tenir la trajectoire. La Panigale V4 R est équipée de série de pneus Pirelli DIABLO™ Supercorsa SP, avec un 120/70 ZR17 à l'avant et un 200/60 ZR 17 à l'arrière. Pour une utilisation sur circuit, elle peut être équipée de pneus slicks Pirelli, 125/70 à l'avant et 200/65 à l'arrière, qui se positionnent au sommet de la gamme « Racing » de Pirelli actuellement utilisée dans le championnat WorldSBK, avec des composés haute performance tels que le SCX et le SCQ.

La Panigale V4 R adopte le nouveau tableau de bord Panigale V4 6,9 pouces avec un format 8:3 et une résolution de 1280x480 qui établit de nouvelles normes dans le segment en termes de lisibilité et de quantité de données fournies. Le format plus large garantit une expérience visuelle complète sans compromettre la vision périphérique du pilote derrière le carénage. L'écran adopte la technologie Optical Bonding, avec des graphiques sur fond noir, pour une excellente lisibilité même pendant la journée. Deux modes d'information - Track et Road - répondent à différentes conditions d'utilisation.