Ab 24. Februar 2007 kam der Cayenne in einer überarbeiteten Version auf dem Markt. Premiere feierte auf der IAA 2007 außerdem der Cayenne GTS. Die größten Änderungen betrafen die Motoren (Einsatz von Direkteinspritzung).
Der Cayenne Turbo kann auf Wunsch ab Werk auch mit einer Leistungssteigerung geordert werden.
Zu erkennen ist die überarbeitete Version des Cayenne an neuen Scheinwerfern und LED-Rückleuchten, neuer Front- und Heckverkleidung, neuen Außenspiegeln, neuen Kotflügeln, veränderten Seitenschwellern und einem überarbeiteten Heckspoiler.
Im August 2008 kam zudem wieder ein Cayenne Turbo S zurück ins Angebot. Im Turbo S war erstmals im Cayenne die Carbon-Keramik-Bremsanlage PCCB erhältlich.
Ab 2009 war der Cayenne erstmals als Diesel lieferbar und war damit das erste Porsche - Modell mit einem Dieselmotor.
