В 2020 году Honda представила CBR1000RR-R Fireblade - наиболее гоночную версию за всю историю модели. Двигатель с диаметром цилиндра 81 мм и ходом поршня 48.5 мм (точно такие же параметры, как у MotoGP-мотоцикла RC213V) развивает 214-218 л.с. и 113 Н·м крутящего момента.
Мотоцикл получил полностью новый дизайн с интегрированными аэродинамическими крыльями (winglets) по бокам обтекателя, создающими прижимную силу на высоких скоростях. Рама - алюминиевая twin-spar, маятник заимствован у RC213V-S.
Электроника включает 6-осевой IMU (инерциальный измерительный блок), Cornering ABS, 9-уровневый HSTC, контроль подъёма переднего колеса, 5 режимов мощности, 3 уровня торможения двигателем, Launch Control и быстрый шифтер с блиппером. Версия SP оснащается полностью регулируемой электронной подвеской Öhlins NPX/S-EC 3.0 и тормозами Brembo Stylema R.
В 2024 году модель обновлена: степень сжатия повышена до 13.6:1, внедрена двухмоторная система Throttle-by-Wire (по мотору на каждую пару цилиндров), облегчён коленвал, изменены передаточные числа КПП.