El motor atmosférico V8 de 4,8 litros con inyección directa de gasolina (DFI) ha sido rectificado para incrementar su potencia con respecto al Cayenne S. El remodelado sistema de admisión y una serie de modificaciones en la electrónica del motor permitieron obtener una potencia superior con una alta y simultánea eficiencia. El resultado son 298 kW (405 CV) a un régimen de 6.500 rpm, con un par motor máximo de 500 Nm a un régimen de 3.500 rpm.
La deportiva caja de cambios manual de seis velocidades traslada la fuerza del motor de forma ideal. La caja Tiptronic S de 6 velocidades se encuentra disponible con carácter discrecional. Para aumentar aún más la agilidad del nuevo Cayenne GTS, dispone de unas desmultiplicaciones finales más cortas en comparación con el Cayenne S. ¿Qué importancia tiene esto para su conductor? La aceleración de 0 a 100 km/h precisa tan sólo 6,1 segundos con cambio manual. Su velocidad máxima es de 253 km/h. El sistema de escape deportivo de serie proporciona además un sonido aún más denso.
Otra particularidad se ocupa de incrementar el instinto deportivo: el sistema electrónico de regulación del chasis Porsche Active Suspension Management (PASM) y el chasis con suspensión de acero de reglaje deportivo son de serie (suspensión neumática discrecional). El descenso de chasis del Cayenne GTS baja el centro de gravedad del vehículo otros 24 mm en el chasis con suspensión de acero, o 20 mm en el caso de la suspensión neumática opcional. Con ello se mejora la estabilidad de marcha incluso a altas velocidades. Con las ruedas Cayenne Sport de 21 pulgadas de serie se hace también visible a primera vista el elevado potencial de aceleración transversal del nuevo Cayenne GTS. Pero el sistema de frenos tampoco le va a la zaga: los discos de freno autoventilados tienen un diámetro de 350 mm en el eje delantero. Las mordazas de freno son de color rojo.