Le V4 de 1 103 cm3 à 90° de la Panigale V4 est remplacé par le Desmosedici Stradale R de 998 cm3 pour respecter la limite de cylindrée imposée par le Championnat WSBK. La réduction de la cylindrée est obtenue en conservant l'alésage de 81 mm, alors que la course a été portée à 48,4 mm grâce à un nouveau vilebrequin en acier forgé qui repose sur des demi-lunes faisant office de roulements et qui conserve la disposition décalée à 70° des manetons.

Le V4 de 998 cm3 à 90° fournit 221 CV (162 kW) à 15.250 tr/min et un couple de 112,4 Nm à 11.500 tr/min. Le limiteur est réglé à 16 000 tr/min (16 500 tr/min sur la sixième vitesse). En équipant l'échappement Ducati Performance de Akrapovič, la puissance maximale atteint 234 CV (174 kW) à 15.500 tr/min et le couple atteint 119 Nm à 11.750 tr/min.

La Desmosedici Stradale R est dotée de composants internes allégés qui contribuent à atteindre 16 500 tr/min en sixième vitesse.

Le moteur Desmosedici Stradale R est alimenté par des corps d'injection ovalisés équipés de papillons aérodynamiques d'un diamètre en augmentation d'une valeur à équivalente 4 mm (56 mm au total) et reliés à des corps d'admission à hauteur variable.

Par rapport à la Panigale V4, la nouvelle bulle plus haute améliore la protection du pilote dans le carénage, avec effet notamment sur le casque et la partie supérieure des épaules.

La Panigale V4 R est dotée d'annexes aérodynamiques dérivés de ceux utilisés sur le GP16, avec une plus grande efficacité que ceux actuellement utilisés en MotoGP.

Les annexes aérodynamiques et la conception spéciale du carénage augmentent la charge verticale sur les roues (+ 30 kg au total à 270 km/h). L'augmentation de la charge entraîne une réduction de la "flottaison" de la roue avant à grande vitesse, de réguler le cabrage, ainsi qu'une plus grande stabilité au freinage, dans les entrées de virages et dans les virages.

Sur les côtés, les élégants extracteurs de la Panigale V4 sont remplacés par des extracteurs plus efficaces, conçus pour gérer les températures de fonctionnement pendant la course du Desmosedici Stradale R qui entraîne la Ducati Panigale V4 R. Les extracteurs augmentent la vitesse à laquelle l'air de refroidissement traverse les radiateurs d'eau et d'huile respectivement de 6% et 16%.

La Panigale V4 R est équipée du package électronique de dernière génération, celui de la Panigale V4, qui gère toutes les phases de conduite, basé sur l'utilisation de la plate-forme inertielle 6 axes de Bosch (6D IMU - Inertial Measurement Unit), dûment revue dans la logique d'intervention pour mieux accompagner les pilotes professionnels.

Le nouveau Panigale V4 R utilise le même écran couleur TFT 5" haute résolution que le Panigale V4. Les graphiques ont été révisés pour tenir compte de l'introduction de nouvelles fonctions et de l'augmentation du régime moteur (zone rouge).

La Panigale V4 R est équipée d'un chrono intégré au tableau de bord, avec des fonctions évoluées par rapport à celles de la Panigale V4.

Le Pit Limiter fait ses débuts sur la Panigale V4 R : une fois activé, en appuyant sur la touche appropriée du bloc de droite, il limite automatiquement la vitesse de la moto lorsqu'il roule dans la voie des stands. La limite de vitesse peut être modifiée dans le menu spécifique de 40 km/h minimum à 80 km/h maximum.