Một năm sau khi ra mắt, Ducati Panigale V4 được phát triển bản xe đua với những công nghệ từ các giải đua hàng đầu như MotoGP, WSBK. So với các phiên bản R trước đây, Panigale V4 R mới ưu việt hơn nữa và cũng ứng dụng nhiều công nghệ trực tiếp từ xe đua MotoGP. Những nâng cấp cao hơn từ động cơ tới hệ thống treo hay bộ vỏ thân xe được thiết kế và phát triển bởi Ducati Corse kết hợp chặt chẽ với Ducati Style Centre để hoàn thiện hiệu quả khí động học. Chiếc V4 R được tích hợp các cánh khí động vốn được phát triển cho các nguyên mẫu xe đua MotoGP. Panigale V4 R là chiếc superbike thương mại thứ 2 trên thế giới và là đầu tiên của Ducati được trang bị cánh gió khí động học này. Ngoài việc giúp xe trông góc cạnh hơn, cánh gió này giúp tăng đáng kể lực nén không khí lên xe ở tốc độ cao. Nhờ vậy, thân xe được giữ ổn định hơn.
Động cơ trên Panigale V4 R dù giảm dung tích nhưng lại có các đặc tính vận hành tối ưu cho chạy đường đua (track) và được đẩy công suất lên mức 221 mã lực tại 15.250 vòng/phút, cao hơn 2.250v/ph so với điểm công suất cực đại trên động cơ V4 1.103cc. Thậm chí, khi kết hợp với hệ thống xả full-racing Ducati Performance do Akrapovic thiết kế, động cơ sẽ đẩy công suất lên mức 234 mã lực tại 15.500v/ph. Nói ngắn gọn, đây là chiếc mô tô thương mại mạnh nhất mà Ducati từng sản xuất.
Panigale V4 R có điểm nhấn thiết kế là bình xăng dung tích 16L được phủ màu nhôm xước rồi sơn phủ lớp bóng. Đây là đặc điểm giúp phân biệt với Panigale V4 tiêu chuẩn sở hữu bình xăng trùng màu với thân xe.
Panigale V4 R vẫn sở hữu bảng đồng hồ điện tử TFT tương tự Panigale V4 tiêu chuẩn, nhưng được nâng cấp hiển thị vòng tua cao hơn. Bảng đồng hồ này còn hiển thị tính năng giới hạn tốc độ khi vào đường Pit (Pit Limiter) cho phép tùy chỉnh giới hạn tốc độ tối đa khi xe vào đường pit.
Chiếc xe sở hữu một loạt các hệ thống “khủng” như điều khiển lực kéo Ducati Traction Control EVO (DTC EVO), hệ thống ổn định điện tử Ducati Stability Control, kiểm soát "bốc đầu" Ducati Wheelie Control EVO (DWC EVO), hỗ trợ tăng tốc Ducati Power Launch (DPL) thế hệ mới, hệ thống hỗ trợ trượt bánh khi phanh Ducati Slide Control (DSC), hệ thống phanh động cơ (Engine Brake Control) và hệ thống phân tích dữ liệu cùng GPS với máy đo góc nghiêng xe và hệ thống kiểm tra áp suất lốp xe…
Mẫu xe hiệu suất cao này được trang bị quickshift 2 chiều cho tốc độ vào số nhanh hơn. Những thương hiệu hàng đầu như Brembo hay Ohlins xuất hiện khá dày đặc trên Panigale V4 R. Phía trước là đĩa phanh Brembo 330 mm kết hợp với kẹp phanh Brembo Stylema 4 piston dọc.
Kẹp phanh sau là loại Brembo P2/34. Bộ gắp đơn bằng nhôm kết hợp với bộ mâm hợp kim nhôm Marchesini siêu nhẹ cùng bộ lốp hiệu suất cao Pirelli Supercorsa SP cắt giảm một phần khối lượng cho xe.
Ducati chỉ sản xuất 500 chiếc Panigale V4 R với mức giá 45.600 USD. Phần lớn trong số này sẽ bán cho những đội đua WSBK.
