Incepand cu februarie 2009, Porsche Cayenne va fi disponibil cu motor diesel, marindu-se astfel familia celor care conduc acest model sport de teren. Aceasta decizie a fost luata ca urmare a modificarii prevederilor legale mai ales pe pietele din Europa, ce a avut ca rezultat avantaje de impozitare pentru autovehiculele cu motoare diesel. In plus, pozitia marcii Porsche in grupul Volkswagen, cel mai mare producator de motoare diesel moderne destinate autoturismelor, a creat oportunitatile necesare utilizarii acestei tehnologii. 

Porsche Cayenne va fi echipat cu un motor V6 turbodiesel de 3.0 litri, ce dezvolta o putere de 240 CP. Motorul este furnizat de catre Audi AG, companie subsidiara a grupului Volkswagen. Consumul mediu al modelului Cayenne diesel este de 9,3 litri la 100 km, cu emisii de CO2 de 244 g/ km. Reactia imediata a acceleratiei si cuplul ridicat ofera acestui motor nivelul de performanta necesar unui autovehicul sport de teren, asa cum este Cayenne. Cuplul de 550 Nm ofera un comportament de deplasare sportiv, asigurand astfel senzatiile deosebite traite la volanul unui Porsche.  

Prin introducerea lui Cayenne diesel, Porsche continua ofensiva de reducere a  consumului de combustibil. In primavara anului 2007, producatorul german a echipat noua generatie a modelului Cayenne cu motoare cu injectie directa de benzina, ce asigura o reducere de pana la 15% a consumului de combustibil inregistrat in conditii reale de mers. In vara anului 2008, Porsche a introdus de asemenea pe piata ultima generatie a gamei 911 cu motoare cu injectie directa de benzina. Porsche lucreaza si la o alta versiune Cayenne, cu motor hibrid, ce va consuma mai putin de 9 litri/ 100 km si va fi lansata pe piata la sfarsitul acestui deceniu. 

Cayenne diesel va fi disponibil mai intai in Europa, insa se pregateste deja lansarea acestui model si pe alte piete. Noul Cayenne cu motor diesel va fi livrat incepand din februarie 2009. Varianta standard de echipare include cutie de viteze automata Tiptronic S si costa 59.940 euro (TVA inclus).