Der 1.103 cm³ 90° V4 des Panigale V4 wurde durch den 998 cm³ Desmosedici Stradale R ersetzt, der notwendig wurde, um die Hubraumregelung des WSBK-Reglements zu erfüllen. Der Motor, der als tragendes Element ausgelegt ist, behält eine Bohrung von 81 mm bei, aber sein Hub beträgt nun 48,4 mm. Die neue Kurbelwelle – 1.100 Gramm leichter als die des Panigale V4 Motors – besitzt Kurbelwellenlager aus einer Messinglegierung und behält den 70° Hubzapfenversatz zusammen mit der 90° V-Motoranordnung bei.

Der Panigale V4 R Motor leistet maximal 221 PS (162 kW) bei 15.250 U/min und 112 Nm Drehmoment bei 11.500 U/min (EU-Homologationswerte). Er hat ein Verdichtungsverhältnis von 14,0:1 und der Drehzahlbegrenzer erlaubt 16.000 U/min (16.500 U/min im sechsten Gang). Diese Werte – beeindruckend für einen 998 cm³-Motor – lassen sich noch weiter steigern, wenn der Ducati Performance Racing-Auspuff von Akrapovič angebaut wird. Dieses Abgassystem erhöht die maximale Leistung auf 234 PS (172 kW) bei 15.500 U/min.

Der Desmosedici Stradale R verfügt über leichtere interne Komponenten, die dazu beitragen, 16.500 U/min im sechsten Gang zu erreichen.

Der Desmosedici Stradale R Motor saugt die Luft durch ovale Drosselklappenkörper in aerodynamischer Form und mit gleichem Durchmesser (insgesamt 56 mm) wie bei der Desmosedici Stradale, hier aber um 4 mm vergrößert und mit variablen Ansaughörnern ausgestattet.

Im Vergleich zur Panigale V4 bietet die neue Verkleidungsscheibe – höher und schräger – einen besseren Windschutz für den Fahrer, insbesondere im Helm- und Schulterbereich.

Die Panigale V4 R ist mit aerodynamischen Flügeln ausgestattet, die von denen der GP16 abgeleitet sind. Diese erzielen einen noch höheren Wirkungsgrad als die derzeit in der MotoGP verwendeten.

In Verbindung mit dem Verkleidungsdesign erhöhen die Flügel den Gesamtabtrieb (+30 kg bei 270 km/h). Größerer Abtrieb reduziert das „Schwimmen“ des Vorderrads bei hoher Geschwindigkeit und die Wheelie-Neigung – zusätzlich steigt die Stabilität beim Bremsen bis zum Einlenkpunkt und durch die Kurve.

An den Seiten werden die eleganten Lüftungsöffnungen der Panigale V4 durch effizientere Absaugungen ersetzt, die entwickelt wurden, um die Betriebstemperaturen des stärkeren Motors während des Rennens zu regeln, der die Ducati Panigale V4 R antreibt. Die Absaugungen erhöhen die Geschwindigkeit, mit der die Kühlluft die Wasser- und Ölkühler durchquert, um 6% bzw. 16%.

Der Frontrahmen der Panigale V4 R zeichnet sich durch die leichteren, maschinell bearbeiteten Seitenteile aus, die es ermöglichen, die von Ducati Corse geforderte Steifigkeit zu erreichen und das Gewicht weiter zu reduzieren.

Der Schwingendrehpunkt der Panigale V4 R kann eingestellt werden (4 Positionen, jeweils 2 mm auseinander). Der einstellbare Schwingendrehpunkt erweitert die Anpassungsfähigkeit der V4 R auf den individuellen Fahrstil oder spezielle Streckenverhältnisse enorm.

Da die Panigale V4 R nahezu ausschließlich für den Einsatz auf der Rennstrecken konzipiert wurde, besitzt sie nicht das semiaktive Öhlins Fahrwerk der V4 S, sondern spezielle rennerprobte Federelemente des schwedischen Unternehmens.

Die Panigale V4 R ist mit dem elektronischen Paket der neuesten Generation ausgestattet, dem der Panigale V4. Es verwaltet und erfasst alle Fahrphasen, jede Phase der Fahrt mit einer 6-achsigen Inertial Measurement Unit (6D IMU) von Bosch. Die Algorithmen der Assistenzsysteme sind überarbeitet und an die Bedürfnisse von professionellen Motorradfahrern angepasst.

Die Panigale V4 R verfügt über das gleiche hochauflösende 5" TFT-Display (186,59 PPI – 800xRGBx480) wie die Panigale V4, jedoch mit überarbeiteter Grafik, um der Einführung neuer Funktionen und der höheren Motordrehzahl „roter Bereich“ Rechnung zu tragen.

Das Panigale V4 R Instrument verfügt über einen Rundenzeitenmesser, der gegenüber dem der Panigale V4 über erweiterte Funktionen verfügt.

Der Pit Limiter feiert sein Debüt mit dem Panigale V4 R: Einmal aktiviert, begrenzt er durch Drücken der entsprechenden Taste an der rechten Lenkerarmatur automatisch die Geschwindigkeit in der Boxengasse. Die Geschwindigkeit kann innerhalb des im Menü angezeigten Bereichs eingestellt werden, min. 40 km/h, max. 80 km/h.