Die Einführung einer S-Version für den Cayenne war keine Überraschung, aber die Einführung einer S-Diesel-Version für den größten Porsche-SUV war irgendwie unerwartet.
Die wichtigsten deutschen Wettbewerber auf dem Cayenne-Markt waren 2012 der BMW X5 und die Mercedes-Benz ML-Klasse. Beide boten leistungsstarke Dieselmotoren an, der Motor der Wahl für die europäischen Kunden. Aber Porsche konnte nicht zu sehr hinter ihnen zurückbleiben und bot ab 2012 eine S-Version für den Diesel an.

Die zweite Generation kam mit einer leichteren Karosserie und einem neuen Design für die Front, das dem Panamera ähnelte. Die Motorhaube ähnelte auch der 4-türigen Porsche-Limousine. An den vorderen Kotflügeln wurde das verchromte „Diesel“ -Abzeichen angebracht. Auf der Rückseite trug der Cayenne S Diesel das gleiche Cayenne S-Emblem wie seine Benzinversion. Die zwei breiten Auspuffanlagen hinten und der Dachspoiler verstärkten den dynamischen Look.

Das Interieur wurde mit den gleichen Annehmlichkeiten ausgestattet wie der Cayenne S. Es wurde von der Panamera-Baureihe inspiriert. Es übernahm das Lenkrad und die Knöpfe von der S-Benzinversion. Der Mittelstapel war serienmäßig mit einer PCM-Einheit mit Navigationssystem ausgestattet.

Der Biturbo-Dieselmotor leistete fast 100 PS mehr als der BMW X5 4.0d und 158 PS mehr als der reguläre Cayenne Diesel. Mit 482 PS war er der stärkste Porsche-Diesel aller Zeiten. Das Standardgetriebe war die 8-Gang-Tiptronic, die die Kraft über das PTM (Porsche Traction Management) in alle Kurven schickt. Das Offroad-Paket bot Sperrdifferentiale, aber die Luftfederung war nicht serienmäßig.