Третье поколение внедорожника Porsche Cayenne было представлено в 2017 г. на автосалоне во Франкфурте и появилось в продаже в 2018 г. В 2019 г. в Шанхае дебютировала модификация Cayenne Coupe, которая отличается от универсала более низкой покатой крышей с панорамным люком и, как следствие, меньшим багажником. В остальном две машины идентичны и основаны на платформе MLBevo, общей с Audi Q7, Bentley Bentayga и Volkswagen Touareg. Наиболее примечательное изменение в дизайне - это задняя светотехника на всю ширину кузова, как у других моделей Porsche. В список дополнительного оснащения вошли проекционный дисплей, адаптивный круиз-контроль с поддержанием полосы, система ночного видения, мультимедийная система Burmester, система подруливания задних колёс, углерод-керамические тормоза и покрышки разной ширины на передней и задней осях.

На базовый Cayenne устанавливается 3-литровый бензиновый турбомотор V6 мощностью 340 л.с., на Cayenne S - 2.9-литровый битурбированный V6 мощностью 440 л.с., на Cayenne Turbo - 4-литровый битурбированный V8 мощностью 550 л.с. Последняя модификация имеет активный задний спойлер, меняющий угол атаки в зависимости от скорости движения. В линейку также входят два бензин-электрических гибрида со схемой PHEV. Обычный Cayenne E-Hybrid оснащается 3-литровым V6 и электромотором суммарной мощностью 462 л.с., а Cayenne Turbo S E-Hybrid - 4-литровым V8 и электромотором суммарной мощностью 680 л.с. Обе версии могут передвигаться на электротяге и заряжаться от внешнего источника. В 2020 г. в линейку была добавлена ещё одна бензиновая модификация - Cayenne GTS с 4-литровым битурбированным мотором V8 мощностью 460 л.с.

В июне 2021 г. компания Porsche представила Cayenne Turbo GT, незадолго до этого завоевавший титул самого быстрого кроссовера на Нюрбургринге. Новый рекорд был установлен заводским тест-пилотом Ларсом Керном, проехавшим Северную петлю за 7:38.925 – быстрее, чем Audi RS Q8. Автомобиль поступил в продажу только в кузове Coupe по цене почти €200 тыс. (€196078). Под капотом у него установлен 4-литровый бензиновый двигатель V8 с двойным турбонаддувом мощностью 640 л.с., обеспечивающий разгон до 100 км/ч за 3.3 с и максимальную скорость 300 км/ч. Вместе с ним на спортивный режим были настроены 8-ступенчатая автоматическая коробка передач, раздаточная коробка, система векторизации тяги, полноуправляемое шасси, трэкшн-контроль, система стабилизации и рулевое управление. Также автомобиль получил титановую выхлопную систему, расширенную на 25 мм переднюю ось, на 15% более жёсткую пневмоподвеску PASM с активными стабилизаторами поперечной устойчивости PDCC и заниженным на 17 мм клиренсом, самые большие углерод-керамические тормоза PCCB, 22-дюймовые колёса GT Design и специальные шины Pirelli P Zero Corsa. Кроме того, Cayenne Turbo GT имеет углепластиковую крышу, передний сплиттер, углепластиковый диффузор с центральными выхлопными патрубками, увеличенную на 25 мм кромку активного заднего спойлера (что даёт дополнительные 40 кг прижимной силы), боковые закрылки на антикрыле, спортивную отделку салона из алькантары и обновлённую мультимедийную систему Porsche Communication Management 6.0 с поддержкой Apple Music и Apple Podcasts.