A4 второго поколения появился на рынке в ноябре 2000 года в исполнении Седан. Годом позднее на рынке появились модели Универсал (AVANT) и Кабриолет (Cabrio). Спортивный вариант был представлен в 2002 году.

Кузов A4 второго поколения увеличился по сравнению со своим предшественником: по длине на 69 мм (4547 мм), по ширине на 33 мм (1766 мм), а по высоте на 13 мм.

Бензиновые двигатели - рядные четырёхцилиндровые или V-образные шестицилиндровые (восьмицилиндровые на моделях S4) с электронным управлением.

Дизельные двигатели - рядные четырёхцилиндровые или V-образные шестицилиндровые.

Все двигатели с водяным охлаждением и расположением в двигательном отсеке вдоль автомобиля.

Выпускаются модели с передним или полным приводом «Quattro». На полноприводных моделях установлен межосевой дифференциал «Torsen» с автоматической блокировкой.

В зависимости от комплектации устанавливается полностью синхронизированная 5- или 6-ступенчатая РКПП, либо АТ (Tiptronic с динамической программой переключения DSP или Multitronic с динамической программой регулирования DPR).

Передняя подвеска – независимая, четырёхрычажная McPherson с винтовыми пружинами, телескопическими газонаполненными амортизаторами и трубчатой штангой стабилизатора. Балка моста крепится к кузову на резино-металлических опорах.

Автомобиль оборудован электронной противозаносной системой (стабилизации устойчивости - ESP), объединяющей систему антиблокировки тормозов (ABS), антипробуксовочную систему (ASR), электронную блокировку дифференциала (EDS) и распределитель тормозных усилий (EBV) в единую сеть. Установлен усилитель экстренного торможения (BAS).

Базовая тормозная система – гидравлическая, двухконтурная с диагональным разделением и сдвоенным усилителем. Система антиблокировки тормозов (ABS) с электронным распределением тормозных сил (EBV) с вакуумным усилителем.

Тормозные механизмы - дисковые, вентилируемые на передних колёсах.