Od 1975 znalazł się we władzach przedsiębiorstwa, a od 1988 kierował nim. Piëch uczynił ze stosunkowo mało popularnej wówczas marki Audi równorzędnego konkurenta Mercedesa i BMW. Stało się tak przede wszystkim dzięki ogromnemu skokowi technologicznemu firmy zainicjowanemu przez Piëcha. Wprowadził silniki Diesla TDI, modele Audi Quattro oraz Audi V8. Pewne modele rozwijał samodzielnie, w obawie przed sprzedaniem ich konkurencji przez współpracowników.

Od 1993 został następcą Carla Hahna na stanowisku prezesa zarządu całego koncernu Volkswagena, będącego wtedy na skraju bankructwa. Za czasów Piëcha firma przezwyciężyła wewnętrzny kryzys i stała się największym koncernem motoryzacyjnym na świecie, do którego włączono firmy SEAT, Škoda Auto, Lamborghini, Bentley, Bugatti, Porsche, Scania i MAN SE. Oprócz agresywnych działań na rynku w postaci przejmowania kolejnych firm Piëch zasłynął też swoim silnym, ostrym i despotycznym charakterem, zarządzał firmą twardą ręką. Był przywiązany do detali i jakości, zlecał inżynierom projektowanie nietypowych i wyjątkowych aut, jak np. Bugatti Veyron (pojazd miał mieć prędkość maksymalną ponad 400 km/h;