Zu den Verbesserungen gehörten: Sichtbares Carbon an der vorderen Motorhaube und Stossstange, neue vordere Seitenflügel, eine komplett neue Aero-Abgasanlage sowie gesteigerte Motorleistung mit erhöhter Drehzahlgrenze.

Der Agera R markierte auch das Debüt von Koenigseggs eigenem Keramikkolben-Bremssystem.
Im Jahr 2011 stellte der Agera R einen neuen Weltrekord für die Fahrt von 0 auf 300 km/h und zurück auf 0 auf. Die Zeit von 21,19 Sekunden wurde erst 2015 vom Koenigsegg One:1 übertroffen.

Koenigsegg war der erste Hypercar-Hersteller, der 2007 mit dem Bioethanol-Modell CCXR Schritte in Richtung umweltfreundlicher Technologie unternahm. Der Agera R folgt diesem Weg mit einem verbesserten Kraftstoff- und Motormanagementsystem, das es ihm ermöglicht, mit 95 Oktan-Benzin, E100-Biokraftstoff oder einer beliebigen Mischung dazwischen zu fahren. Das Motormanagementsystem erkennt das Kraftstoffgemisch und passt den Motorbetrieb entsprechend an.
Das Kraftstoffsystem des Agera R hat eine ausreichend hohe Durchflusskapazität, um 1140 PS und 1200 Nm Drehmoment mit E85- und E100-Biokraftstoffen zu erzeugen. Da diese Biokraftstoffe im Vergleich zu herkömmlichem Benzin weniger Energie pro Volumen enthalten, muss das System einen Durchfluss bewältigen, der dem eines 2000-PS-Benzinmotors entspricht – was bedeutet, dass das rücklauffreie Kraftstoffsystem des Agera R zur damaligen Zeit das leistungsfähigste aller Serienfahrzeuge war.
Da 95-Oktan-Benzin weniger Oktanzahl als Ethanol E85 hat, wird die Leistung auf 960 PS und 1100 Nm Drehmoment reduziert, da Ladedruck und Zündzeitpunkt an die Kraftstoffcharakteristik angepasst werden.
Die Leistungsentfaltung des Agera R wurde durch einen neu konfigurierten Turbolader mit überarbeiteten Materialien verbessert. Dies verringerte die Trägheit des Turbinenrads und der Achse, was zu einer besseren Reaktionsfähigkeit und einer gesteigerten Spitzenleistung führte.
5,0L V8, 1140 PS
0–100 km/h in 2,8 Sek.
7-Gang Doppelkupplung
Keramik, 6/4 Kolben
cw 0,33–0,37
19”/20”, Michelin
4293×1996×1120 mm
Sicherheit
Kohlefaser, 1330 kg
80 Liter
RWD
5,0L V8, 1140 PS
0–100 km/h in 2,8 Sek.
7-Gang Doppelkupplung
Keramik, 6/4 Kolben
cw 0,33–0,37
19”/20”, Michelin
4293×1996×1120 mm
Sicherheit
Kohlefaser, 1330 kg
80 Liter
RWD