As características do Palio 1.8R começam no visual, com adoção de faixas laterais e na tampa traseira, além de máscara preta nos faróis. Na traseira foram adotados um defletor cinza na tampa e lanternas escurecidas. O Palio 1.8R traz faróis de neblina de série e vidros laterais e traseiros escurecidos (Vênus 55, como no Fiat Idea). O carro tem apenas 4 opções de cores: amarelo Indianápolis, vermelho Modena (oferecidas no Stilo Schumacher), prata e preto.

Por dentro, diferenciam a versão a nova iluminação do painel de instrumentos – vermelha, em vez de laranja, com ponteiros em azul –, novo revestimento para os bancos, cintos de segurança vermelhos (como no Uno 1.5R), pedais em alumínio e frisos cinza com o logotipo da versão.

Ele é equipado com motor de 1,8 litro flexível em combustível (pode ser abastecido com gasolina ou álcool em qualquer proporção). A engenharia da fábrica remapeou o sistema de gerenciamento eletrônico do motor e alterou também a resposta do acelerador eletrônico, de acordo com o assessor técnico da Fiat Carlos Henrique Ferreira. Tudo para garantir alguma melhoria de performance. Esse motor é o mesmo do Idea, pouco mais potente: 113 cv com 100 % de gasolina e 115 cv com álcool, sempre a 5.500 rpm. O torque máximo com gasolina e álcool é de 17,8 kgfm e 18,6 kgfm, na ordem, a 2.800 rpm.

Seu câmbio de 5 marchas teve a relação de diferencial encurtada, o que colaborou para melhorar (ainda que de forma imperceptível) o desempenho do carro em aceleração. Segundo a Fiat, o Palio R abastecido com gasolina acelera de 0 a 100 km/h em 9,4 segundos; com álcool o carro é 0,2 segundo mais rápido (9,2s). A versão HLX acelera de 0 a 100 km/h em 9,5 segundos (com gasolina; 9,3 segundos com álcool).

As suspensões também foram alteradas, com a adoção de molas 15 % mais duras e de amortecedores recalibrados. Somadas aos novos pneus 185/60 R14, as alterações resultaram em diminuição de 1,2 centímetro na altura do carro em relação ao solo. Ao volante, são as alterações que mais se fazem sentir. O Palio 1.8R inclina a carroceria pouco menos em relação ao “normal”. Mais firme, aumentou o prazer de guiar.