Projektanci samochodu zwrócili szczególną uwagę na obniżenie masy własnej, udoskonalenie aerodynamiki, ograniczenie zużycia paliwa, lepsze prowadzenie i bezpieczeństwo.
Zbudowane na bazie seryjnego odpowiednika Porsche 911 GT3 R ma charakterystyczny dach z dwoma przetłoczeniami. W celu lepszego rozkładu mas i bardziej przewidywalnej charakterystyki prowadzenia w szybkich zakrętach jego rozstaw osi wydłużono względem poprzedniej generacji GT3 R o 8,3 cm.
Równocześnie zastosowanie lżejszych elementów nadwozia i zawieszenia pozwoliło na znaczne obniżenie położenia środka ciężkości. 911 GT3 R ma aluminiowo-stalową konstrukcję kompozytową. Dach, przednia pokrywa i owiewka, nadkola, drzwi, partie tylnej części nadwozia oraz tylna pokrywa wyprodukowano z lekkich tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem węglowym (CFRP). Wszystkie okna – po raz pierwszy włącznie z przednią szybą – zostały wykonane z poliwęglanu.
Sercem 911 GT3 R jest 6-cylindrowy bokser o pojemności 4 litrów, w dużej mierze identyczny z silnikiem montowanym w "cywilnym" 911 GT3 RS. Napęd trafia do kół tylnej osi z ogumieniem o szerokości 310 mm za pośrednictwem 6-stopniowej, sekwencyjnej przekładni Porsche. Kierowca zmienia biegi za pośrednictwem manetek zamontowanych przy kierownicy.
Także aerodynamika 911 GT3 R korzysta z rozwiązań wprowadzonych w samochodzie seryjnym. Charakterystyczne wloty powietrza w przednich błotnikach zwiększają docisk przedniej osi. Odpowiedni balans aerodynamiczny zapewnia tylne skrzydło o szerokości 2 metrów i głębokości 40 cm. Z wyścigowego 911 RSR pochodzi natomiast koncepcja montowanej centralnie chłodnicy. Dzięki eliminacji bocznych chłodnic zoptymalizowano lokalizację środka ciężkości, a sama chłodnica jest lepiej chroniona przed uszkodzeniami. Jednocześnie wzrosła skuteczność odprowadzania gorącego powietrza przez szczeliny w przedniej pokrywie.
Dodatkowe modyfikacje przeprowadzono w układzie hamulcowym 911 GT3 R. Dzięki zwiększonej sztywności i bardziej precyzyjnemu sterowaniu ABS-em, auto jest jeszcze lepiej dostosowane do udziału w wyścigach długodystansowych. Z przodu zamontowano 6-tłoczkowe zaciski aluminiowe typu monoblok oraz wentylowane i rowkowane stalowe tarcze o średnicy 380 mm, a z tyłu - 4-tłoczkowe zaciski i tarcze o średnicy 372 mm.
Istotny nacisk projektanci 911 GT3 R położyli również na dalsze zwiększenie bezpieczeństwa. Pojemność bezpiecznego, dodatkowo wzmocnionego zbiornika paliwa FT3 zwiększono o 12 litrów, do 120 litrów, i wyposażono go w zawór odcięcia benzyny. Drzwi i boczne okna można szybko zdemontować, a awaryjna klapa w dachu ma teraz większe wymiary. Jeszcze lepszą ochronę w razie wypadku zapewniają nowe, kubełkowe fotele.