La introducción de una versión S para el Cayenne no fue una sorpresa, pero la introducción de una versión S-Diesel para el Porsche SUV más grande fue, de alguna manera, inesperada.
En 2012, los principales competidores alemanes en el mercado del Cayenne fueron el BMW X5 y el Mercedes-Benz ML-Class. Ambos ofrecían potentes motores diésel, el motor elegido por los clientes europeos. Pero Porsche no se quedó atrás y, a partir de 2012, ofreció una versión S para el diésel.

La segunda generación vino con una carrocería más ligera y un nuevo estilo para el frente, que se parecía al Panamera. El capó también era similar al sedán Porsche de 4 puertas. En los guardabarros delanteros, se instaló la insignia cromada “diesel”. En la parte trasera, el Cayenne S Diesel presentaba la misma insignia de Cayenne S que su versión de gasolina. Los dos escapes anchos en la parte trasera y el alerón en el techo realzaban el aspecto dinámico.

El interior estaba equipado con las mismas comodidades que el Cayenne S. Estaba inspirado en la gama Panamera. Llevaba el volante y los botones de la versión S de gasolina. La consola central presentaba una unidad PCM con un sistema de navegación instalado de serie.

El motor diesel biturbo ofrecía casi 100 hp más que el BMW X5 4.0d y 158 hp más que el Cayenne Diesel normal. Fue el Porsche diésel más potente de todos los tiempos, con 482 CV. La transmisión estándar era la Tiptronic de 8 velocidades que enviaba la potencia a todos los rincones a través del PTM (Porsche Traction Management). El paquete todoterreno ofrecía diferenciales con bloqueo, pero la suspensión neumática no era un ajuste estándar.