1969年にフォルクスワーゲン・グループはアウトウニオンにNSUを併合し、アウディNSUアウトウニオンAGとなる。この年、インゴルシュタット工場でのVW車の生産が中止された。1972年には2代目80が発表された。このモデルは今日のA4シリーズの初代に位置づけられるモデルでその証拠に80の社内呼称はB1、現行A4の社内呼称はB7である。また、同年度のヨーロッパ・カー・オブ・ザ・イヤーに輝き、ヒット作となった。1974年には、オイルショックによる小型車の需要を目論んでアウディ・50が発表された。このモデルはエンジンをフォルクスワーゲン・ゴルフやフォルクスワーゲン・シロッコと共有している。フォルクスワーゲンとアウディのパーツ共用化は以後恒常化し、バッジエンジニアリングも行われた。
1965年9月のフランクフルトモーターショーで戦後初の「アウディ」を冠するモデルとして、DKW・F102の2ストロークエンジンを4ストロークに変更した「アウトウニオン・アウディ72」(F103系)を発表する。これが今日のアウディの直接のルーツとなる。翌年にはワゴン版の「バリアント」、強化型の「アウディ・80」､「アウディ・スーパー90」が発表された。更に1968年にはフラッグシップのアウディ・100が発表された。この頃から米国市場へ投入されていく。相前後して長い歴史のあった「DKW」ブランドの小型車はフェードアウトしていった。
1971年に登場。シャシーコンポーネンツはミッドサイズのW114から転用され、エンジンはSクラス用のユニットを搭載している。着脱可能なハードトップ/ソフトトップを持つ2シーターのSLのほか、ホイールベースを10インチ（254mm）延長し、4シーター・クーペとしたSLC（C107）が登場している。後者は生産終了となったSクラスクーペ（W111/112）の後継モデルとしての役割も兼ねていた。R107系は1971年から1989年までの長きに渡って生産され、総生産台数は237,000台に上る。このうち約2/3はアメリカ（主に西海岸）で販売された。これらは先代モデルに比べ大きく、重く、豪華になったことで、SLの頭文字は300SL（W198）時代の「シュポルト・ライヒト」から「スポーツ・ラグジュアリー」に変わったことを意味していた。1971年4月に350SLが、同年10月には350SLCが生産を開始。なお、アメリカ仕様は発売当初の1972年モデルを350SL/SLCとして販売しているが、450用の4.5リッターエンジンを搭載している（1973年モデルから450SL/SLCに改称）。1973年3月より欧州地域でも450SL/SLCを発売。1974年7月には石油ショックに対応したモデルとして280SL/SLCを前倒しで追加。1977年9月には高性能版450SLC 5.0を追加している。搭載されるエンジンは450系をベースにストロークを延長した5リッターのユニットでシリーズ最強の240馬力を発生させる。これは同じ馬力ながらも後の500系とは違う専用ブロック（鋳鉄製）である。450SLC 5.0についてはボディにもいくつかの改良が見られ、トランクリッドが軽量タイプに変更されるほか、フロント/リアには大型のスポイラーが装備されている。1980年には大規模なマイナーチェンジが行なわれ、V8エンジンがW126と同じ新開発の軽量アルミブロック・ユニットに変更された。これに伴い350、450、450 5.0の各V8モデルは380SL/SLCおよび500SL/SLCとなる（M110/直6DOHCエンジンの280系は継続）。同時にATも3速から4速に改良されている（350の欧州仕様はデビュー時より4速AT）。しかしながらSLCは1981年にSクラスクーペ（C126）が登場するとその役目を終え生産を終了。SLCの総生産台数は62,888台であった（うち450SLC 5.0は1,636台、500SLCは1,133台）。残ったSLシリーズ（ロードスター）のうち、アメリカ市場向けのモデルは厳しい排ガス規制に合わせてV8エンジンに改良が施され、排ガスのクリーン化にともない大幅なパワーダウンを余儀なくされる圧縮比の低減（9.0:1→8.3:1※380SL）を行った。1986年には最後のビッグ・マイナーチェンジを行い、280SLは新しい直6OHCエンジン（M103）の300SLに、380SLはトルクをアップさせた420SL（欧州仕様のみで、米国では560SL）に置き換えられた。エンジンに型式変更がない500SLも出力が向上している。同時に外装はエアスポイラーが付加（オプション）され、アルミホイールが14インチから15インチの新デザイン（通称マンホール型）に改められている。これはパワーアップによりブレーキローター/キャリパーが大型化されたためによる。なお、サスペンション・ジオメトリーの見直しも行なわれ、アームの変更によるトレッドの拡大も行われた。1989年に後継のR129系へモデルチェンジを果たし、メルセデス・ベンツ最長の18年間に渡る生産にピリオドを打った。その1989年に登場するゲレンデヴァーゲン（Gクラス）（W463）は2017年現在も生産を続け、R107系の記録を超えているが、厳密にはオーストリアのシュタイア・プフの生産車両なので、ダイムラー・ベンツ製の乗用車という観点では未だこの記録は破られていない。最終生産車の500SL（アストラル・シルバー色）はドイツ・シュトゥットガルトのメルセデス・ベンツ・ミュージアムに保管されている。日本仕様車はウエスタン自動車（現ヤナセ）より輸入され、外装はヨーロッパ仕様の物と同一であるが、1970年代の度重なる排ガス規制によりエンジンはアメリカ仕様と同様に大幅なパワーダウンを余儀なくされた。初年度の1972年には350SLと350SLCを導入。翌1973年には450SL/450SLCに置き換えられる。1981年の380SEC導入に伴いSLCの販売が終了し、450SLは380SLとなる。そして1986年より380SLに代わり560SLを導入している。なお、560SLはアメリカ、日本、オーストラリアのみで販売され、本国を含む欧州地域では販売されていない。