El motor que lleva el Golf R tiene 2,0 litros de cilindrada, inyección directa, distribución variable y está sobrealimentado por un turbocompresor. Pertenece a la serie EA888, en este caso de cuarta generación (evo4). Este motor lo tiene, por ejemplo, el Golf GTI 8 (con menor potencia). El anterior Volkswagen Golf R (2014) daba 300 caballos y tenía la evolución anterior de este motor (EA888 evo3). La caja de cambios es automática de doble embrague y siete relaciones; Volkswagen la identifica con el código DQ381.

El tren de rodaje del Golf R tiene algunas soluciones que Volkswagen ya utiliza en el Golf GTI 8, como un subchasis delantero de aluminio, que es 3 kg más ligero (y más rígido) que el de cualquier otro Golf de menor potencia. Las ruedas delanteras tienen una caída negativa de 1 grado y 20 minutos, mayor que la del Golf GTI y similar a la del Golf GTI ClubSport. Los muelles de suspensión del Golf R dejan la carrocería 5 mm más cerca del suelo que los del Golf GTI (y 20 mm respecto a un Volkswagen Golf estándar) y son más rígidos que los del anterior Golf R. La dirección tiene un sistema mecánico de desmultiplicación variable (Volkswagen la llama dirección progresiva, solución que también tienen el Golf GTI y GTI ClubSport).

En el eje trasero del Golf R, Volkswagen ha modificado los cojinetes de los brazos transversales y los portarruedas, aunque los mayores cambios se deben a la necesidad de colocar el sistema de tracción total. 

El sistema de tracción total conectable automáticamente tiene la peculiaridad de que puede distribuir a conveniencia la fuerza del motor entre el eje delantero y trasero (algo que ya hacía antes el sistema 4Motion) y, como gran novedad, entre las dos ruedas del eje posterior. Volkswagen ha conseguido esto gracias a la instalación de dos embragues, uno junto a cada salida del diferencial. El mecanismo que presiona y separa los discos de cada embrague es un actuador electromecánico.

Con esa característica, es posible inducir una guiñada a la trayectoria del vehículo y se reduce la tendencia al subviraje en fases de fuerte aceleración. El conductor puede elegir una actuación más o menos intensa del diferencial posterior vectorial (R-Performance Torque Vectoring) en función del programa de conducción elegido (Comfort, Sport, Race e Individual). El sistema de tracción total está interconectado electrónicamente al bloqueo electrónico del diferencial (XDS, cuya función es frenar selectivamente cada rueda) y a la suspensión de dureza variable (DCC). 

Los frenos son similares a los del Golf ClubSport. Delante hay pinzas flotantes y discos de dos piezas (el aro de fricción tiene perforaciones y es de hierro fundido —de 357 mm de diámetro y 34 mm de grosor— y la pieza donde va atornillada la rueda es de aluminio). Las pinzas de freno van pintadas en color azul y llevan el logotipo R. Volkswagen justifica que el tamaño de los frenos sea el mismo que en el GTI ClubSport diciendo que la distribución de pesos es distinta. Como en los Golf 8, el R lleva servofreno electromecánico, aunque respecto a las versiones menos potentes de este modelo, el cilindro maestro tiene mayor grosor.