Deze versie sprint van 0 naar 100 km/uur in 5,7 seconden. De topsnelheid bedraagt 252 km/uur. Verder realiseert de nieuwste uitvoering van de Cayenne een gemiddeld brandstofverbruik van slechts 8,3 l/100 km – bij een CO2-uitstoot van 218 g/km. De nieuwe Cayenne is voorzien van een start-stopfunctie. Het geluid van de V8 is volgens de fabrikant vergelijkbaar met dat van eerdere Porsche V8-motoren. De actieve vierwielaandrijving PTM is voor een groot deel verantwoordelijk voor de karakteristieke rijeigenschappen van de Cayenne S Diesel. Bij een sportieve rijstijl gaat zo nodig extra aandrijving naar de voorwielen. Op deze manier biedt de Cayenne S Diesel zijn bestuurder maximale stabiliteit en grip. Op basis van het gemiddelde brandstofverbruik en voorzien van de optioneel leverbare honderd liter grote brandstoftank, heeft de Cayenne S Diesel een actieradius van 1.200 kilometer.