Die dritte Generation des Porsche Cayenne S wurde im August 2017 vorgestellt und im selben Jahr auf der IAA in Frankfurt der Öffentlichkeit vorgestellt.
Die dritte Generation des Cayenne S wurde auf einer völlig neuen Plattform gebaut, die mit Bentley Bentayga und Lamborghini Urus geteilt wird. Er war mit wichtigen technischen Upgrades ausgestattet, wie der Hinterachslenkung, die eine bessere Kurvengeschwindigkeit und eine bessere Manövrierfähigkeit auf dem Parkplatz ermöglichte.

An der Front zeigte der Cayenne S ein durchgehendes Kühlergrilldesign, unterbrochen von drei vertikalen Lamellen. Die Blinker der Außenspiegel zeigten aufgrund der LED-Technologie eine dynamische Lichtbewegung. An der Seite wurde die dynamische Optik durch die geneigten D-Säulen und den Dachspoiler verstärkt. Hinten wurden unter der Schürze zwei breite und vier runde Auspuffanlagen platziert.

Im Inneren war der Cayenne mit dem neuen 12,3-Zoll-Full-HD-Touchscreen des Infotainmentsystems Porsche Communication Management ausgestattet. Beim Kombiinstrument blieb nur der Drehzahlmesser analog und wurde von zwei 7-Zoll-Displays flankiert, die für andere relevante Fahrdaten benötigt wurden. Durch den längeren Radstand erhielten die Fondpassagiere trotz der dickeren Vordersitze mehr Beinfreiheit als zuvor.

Für den Antriebsstrang wurde der Cayenne S mit einem Biturbo-3,0-Liter-V6-Motor ausgestattet. Er leistete 20 PS mehr als sein Vorgänger und erreichte 440 PS. Er war mit einem serienmäßigen 8-Gang-Automatikgetriebe gekoppelt. Das Allradsystem PTM (Porsche Traction Management) wurde verbessert. Zusammen mit der Luftfederung bot es eine bessere Straßenlage und Geländegängigkeit, obwohl es nicht mehr mit einem Verteilergetriebe mit niedriger Reichweite ausgestattet war.