La tercera generación del Porsche Cayenne S se presentó en agosto de 2017 y se presentó al público en el Salón del Automóvil de Fráncfort del mismo año.
La tercera generación del Cayenne S se construyó sobre una plataforma completamente nueva, compartida con el Bentley Bentayga y el Lamborghini Urus. Fue equipado con importantes mejoras técnicas, como el sistema de dirección del eje trasero, que permitió una mejor velocidad en las curvas y una mejor maniobrabilidad en el estacionamiento.

En la parte delantera, el Cayenne S presentaba un diseño de parrilla continuo, interrumpido por tres listones verticales. Los intermitentes de los retrovisores exteriores presentaban un movimiento de luz dinámico gracias a la tecnología LED. En el lateral, el aspecto dinámico se vio reforzado por los pilares D inclinados y el alerón del techo. En la parte trasera, se colocaron dos escapes anchos y cuatro redondos debajo del faldón.

En el interior, el Cayenne presentaba la nueva pantalla táctil Full-HD de 12,3” del sistema de información y entretenimiento Porsche Communication Management. Para el grupo de instrumentos, solo el tacómetro seguía siendo analógico y estaba flanqueado por dos pantallas de 7”, necesarias para otros datos de conducción relevantes. Debido a la distancia entre ejes más larga, los pasajeros traseros tenían más espacio para las piernas que antes, a pesar de los asientos delanteros más gruesos.

Para el tren motriz, el Cayenne S estaba equipado con un motor V6 biturbo de 3.0 litros. Ofrecía 20 CV más que su antecesor, llegando a los 440 CV. Estaba emparejado con una caja de cambios automática estándar de 8 velocidades. Se mejoró el sistema de tracción total PTM (Porsche Traction Management). Junto con la suspensión neumática, ofrecía una mejor adherencia a la carretera y habilidades todoterreno, a pesar de que ya no estaba equipado con una caja de transferencia de rango bajo.