La storia di tale automobile risulta strettamente legata a quella del motore rotativo Wankel, infatti la NSU, che aveva collaborato con Felix Wankel allo sviluppo del motore a pistoni rotanti pensò di costruire una berlina di prestigio che desse lustro al propulsore.
Nell'agosto del 1967 escono i primi esemplari e nel settembre l'auto viene presentata al Salone dell'auto di Francoforte. La lussuosa berlina immediatamente richiama l'attenzione del mondo automobilistico per le sue linee quasi futuristiche . Nel 1968 la Ro 80 viene eletta auto dell'anno, con 197 punti , al 2 posto Fiat 125 (133 punti), al 3 posto Simca 1100(94punti)
Motore rotativo dimostrò parecchi problemi sotto il punto di vista dell'affidabilità con la necessità di interventi radicali già solo dopo 50.000 km. Questi problemi vennero in gran parte superati nelle versioni prodotte dopo il 1970 ma la nomea del modello era ormai danneggiata irreparabilmente e contribuì in parte al tracollo dell'azienda produttrice che nel 1969 venne acquisita dal gruppo Volkswagen.
La Ro 80 era peraltro un modello di pregio, fornito di soluzioni all'avanguardia per l'epoca come i 4 freni a disco, le sospensioni indipendenti sulle quattro ruote e il servosterzo.
Rimarchevoli anche gli studi aerodinamici fatti sulla carrozzeria dell'auto che portarono ad una misurazione di 0,355 cx di penetrazione aerodinamica, valore tra i migliori in assoluto per l'epoca.
Il motore a pistoni rotanti era un 2 x 497,5 cc (equivalenti all'incirca ad un 2.000 cc a benzina) riusciva ad erogare 115 CV e a spingere questo veicolo a trazione anteriore fino alla velocità massima di 180 km/h. Gli ingombri erano quelli di una grossa berlina, rispettivamente di 4,78 / 1,76 / 1,41 m in lunghezza, larghezza e altezza. Il peso totale era di kg 1.210.
