A terceira geração do Porsche Cayenne S foi apresentada em agosto de 2017 e lançada ao público no Salão Automóvel de Frankfurt no mesmo ano.
A terceira geração do Cayenne S foi construída em uma plataforma totalmente nova, compartilhada com o Bentley Bentayga e Lamborghini Urus. Foi equipado com importantes atualizações técnicas, como o sistema de direção do eixo traseiro, que permitiu uma melhor velocidade nas curvas e uma melhor manobrabilidade no estacionamento.

Na frente, o Cayenne S apresentava um design de grade contínuo, interrompido por três lâminas verticais. Os piscas dos espelhos das portas apresentavam um movimento dinâmico de luz devido à tecnologia LED. Na lateral, o visual dinâmico foi aprimorado pelos pilares D inclinados e pelo spoiler do teto. Na parte de trás, dois escapamentos largos e quatro redondos foram colocados sob o avental.

No interior, o Cayenne apresentava o novo ecrã tátil Full HD de 12,3” do sistema de infoentretenimento Porsche Communication Management. Para o painel de instrumentos, apenas o tacômetro permaneceu analógico e foi ladeado por dois displays de 7”, necessários para outros dados de condução relevantes. Devido à distância entre eixos mais longa, os passageiros traseiros ganharam mais espaço para as pernas do que antes, apesar dos bancos dianteiros mais grossos.

Para o drivetrain, o Cayenne S foi equipado com um motor V6 de 3,0 litros twin-turbo. Ele oferecia 20 cv a mais que seu antecessor, chegando a 440 cv. Foi emparelhado com uma caixa automática de 8 velocidades padrão. O sistema de tração integral PTM (Porsche Traction Management) foi melhorado. Juntamente com a suspensão pneumática, oferecia uma melhor aderência à estrada e capacidades off-road, apesar de não estar mais equipada com uma caixa de transferência de baixo alcance.