Die Straßenversion der Panigale V4 R wurde erheblich weiterentwickelt und in allen Bereichen verbessert, um auf der Rennstrecke schneller und noch rennorientierter zu sein. 

Das Herz der Panigale V4 R ist der neue 998 ccm Desmosedici Stradale R, ein Motor, der im sechsten Gang eine Höchstdrehzahl von 16.500 U/min (16.000 in den anderen Gängen) erreicht. Die maximale Leistung von 218 PS gibt er bei 15.500 U/min ab – absolute Spitzenwerte im Segment der Supersportmotorräder mit diesem Hubraum.