A partir de 2008, la gama Cayenne se complementó con una variante deportiva, el Cayenne GTS. Se distinguía por un chasis diseñado especialmente para esta variante.
En 2010, se presentó el Cayenne GTS Porsche Design Edition 3, una edición especial limitada a 1000 ejemplares.
El Cayenne GTS y el Cayenne GTS Porsche Design Edition 3 tenían un motor V8 de 4.8 litros y una potencia de 405 CV.