Les voitures de course portant l’emblème des quatre anneaux étaient inscrites pour la course qui devait se dérouler sur le circuit de l’Avus à Berlin le 27 mai 1934. Pilotées par Hans Stuck, August Momberger et Hermann Prince zu Leiningen, ce fut leur première apparition en compétition. Elles arboraient une frappante finition argentée, mais leur caractéristique la plus remarquable était peut-être le placement du moteur derrière le conducteur. En 1934, les concepteurs devaient se conformer à une nouvelle formule : les voitures étaient limitées à un poids total à vide de 750 kilogrammes, mais les moteurs pouvaient être de n’importe quelle taille et il n’y avait aucune restriction sur le type de carburant utilisé.
Ferdinand Porsche était le cerveau derrière les voitures de course d’Auto Union, pour ainsi dire. Il les a conçues pour le nouveau groupe de fabrication de véhicules automobiles portant ce nom, créé en 1932 par la fusion des marques Audi, DKW, Horch et Wanderer, et il a supervisé leur construction et leurs tests à partir de mars 1933 dans le département de course d’Auto Union, situé à l’usine Horch de Zwickau. L’approbation de sa conception était soumise à la condition que les moteurs développent au moins 250 chevaux à 4500 tours par minute. Le pilote Hans Stuck a confirmé cela en établissant un record de vitesse mondial sur le circuit de l’Avus en mars 1934.
Lors de la course de l’Avus qui a eu lieu peu de temps après, les nouvelles voitures de course d’Auto Union ont offert un spectacle impressionnant. Même pendant les essais, la vitesse moyenne au tour de Hans Stuck de 245 km/h avait clairement indiqué qui était le concurrent le plus rapide. Bien que la course elle-même se soit déroulée sous une forte pluie, Auto Union a surpassé les autres concurrents (avec Momberger enregistrant la vitesse moyenne la plus élevée de 225,8 km/h). Au dixième tour, Stuck avait accumulé une avance d’une minute entière sur ses rivaux les plus proches – mais alors un problème est survenu. À l’arrivée, Momberger était troisième, derrière les pilotes d’Alfa Romeo Guy Moll et Achille Varzi, assurant ainsi une place sur le podium. Et d’ailleurs, l’équipe concurrente avec l’étoile à trois branches comme emblème luttait encore contre des problèmes techniques obstinés et avait choisi de ne pas participer à cette course du tout.
Les voitures de Grand Prix d’Auto Union ont connu trois étapes d’amélioration d’ici la saison 1937 : 1934 Type A : 295 chevaux ; 1935 Type B : 375 chevaux ; 1936/37 Type C : 520 chevaux.
Pendant cette période, le concept de conception de base est resté inchangé. Le moteur V16 était au centre du châssis, derrière le siège du conducteur, anticipant ainsi de plusieurs décennies la disposition utilisée presque exclusivement sur les voitures de course modernes. Dans sa forme finale, le moteur avait une cylindrée de 6 litres et était extrêmement flexible : son couple maximal était de 87 mkg à 2500 tr/min, ce qui signifiait qu’une boîte de vitesses à quatre rapports seulement était nécessaire. Un seul arbre à cames actionnait les 32 soupapes ; le vilebrequin, initialement d’une seule pièce, a rapidement été remplacé par une version développée par Hirth, une entreprise spécialisée. Il était constitué de segments individuels fixés ensemble par des accouplements cannelés.
Les pilotes les plus célèbres de ces voitures étaient Bernd Rosemeyer, Hans Stuck, Hermann Paul Müller, Ernst von Delius, Rudolf Hasse et Achille Varzi.
Pour la saison 1938, la formule a changé et, comme le contrat de Ferdinand Porsche avait pris fin et qu’il n’était plus disponible, l’ingénieur en chef Robert Eberan von Eberhorst a élaboré un nouveau design.
Il est possible de calculer très précisément ce que coûtait à l’entreprise la participation aux courses de Grand Prix. De la première à la dernière saison de course, les dépenses sont passées de 1,3 à 2,5 Reichsmarks (RM). En 1935, une voiture de course complète coûtait environ 50 000 RM ; quatre ans plus tard, ce chiffre était passé à environ 70 000 RM. Environ 60 personnes, y compris les mécaniciens de course, étaient nécessaires dans le département de course, formé en 1933. Ses membres étaient spécialement choisis, dans la plupart des cas, parmi les employés de l’usine Horch de Zwickau, où se trouvait le département de course.
Entre 1934 et 1939, Auto Union a dépensé environ 13,2 RM pour les courses de Grand Prix et a reçu environ 2,7 RM de subventions du gouvernement, soit une moyenne annuelle d’environ 20 % de ses coûts. Au cours de ces années, Auto Union a participé à 61 courses de circuit au total, dont 30 événements de Grand Prix. Elle a remporté 24 des courses auxquelles elle a participé et a également obtenu 23 deuxièmes et 17 troisièmes places. En 1934, 1936 et 1938, un pilote d’Auto Union était champion de course sur route allemand.
Grâce à ces succès en sport automobile, Auto Union a été en mesure de fournir des preuves convaincantes de ses domaines de compétence principaux : l’aérodynamique, la construction allégée et les moteurs performants. En même temps, ces voitures spécialisées et très préparées ont démontré le savoir-faire technique immense, les méthodes d’usinage de précision et les compétences possédées par les employés d’Auto Union après de nombreuses années de production de produits d’une qualité constante.