Das Herzstück der Ultegra R8000 ist die HOLLOWTECH II-Kurbelgarnitur, die das Gewicht ohne Abstriche bei der Steifigkeit reduziert. Der formschöne Kurbelarm, der von Dura-Ace übernommen wurde, ist ein Tribut an die Ästhetik jedes Fahrrads. Das neue Design betrifft auch die Position der Kurbelgarnitur in Bezug auf die hintere Kassette, was mehr Spielraum zwischen dem Rahmen sowie den Führungszähnen und damit ein höheres Mass an Schaltleistung bei Fahrrädern mit Scheibenbremsen bietet.
Die Kurbelgarnitur-Optionen umfassen eine Standardübersetzung von 53/39Z, semi-kompakte 52/36Z, kompakte 50/34Z und Cyclocross-spezifische 46/36Z.