El sistema de frenos del Cayenne S Diesel está concebido para ofrecer unas elevadas prestaciones. Equipan frenos de mordaza fija de aluminio de 6 émbolos en arquitectura monobloque delante y frenos de mordaza fija de aluminio de 4 émbolos en arquitectura monobloque detrás. Los discos de freno tienen un diámetro de 360 mm delante y de 330 mm detrás. Los frenos están autoventilados. Para una mejor refrigeración y para ofrecer unas prestaciones de freno constantemente altas, incluso en uso continuado. Como en el Cayenne S, las mordazas de freno están esmaltadas en color plata. El sistema de frenos cerámicos Porsche Ceramic Composite Brake (PCCB), disponible opcionalmente, ofrece unas prestaciones de freno aún mayores.