A versão GTS foi introduzida em 2008, na versão facelifted.
Preencheu a lacuna entre a versão S e a versão Turbo. Foi considerada uma das melhores opções de Cayenne do mercado.

Depois que o primeiro choque passou e o mercado entendeu que um Porsche SUV poderia ser uma das melhores ideias para salvar a famosa marca alemã de carros esportivos, os críticos começaram a baixar a voz e os clientes começaram a pedir mais. Era o Porsche perfeito para uma família, um excelente SUV e um veículo off-road premiado. Além disso, entre o lançamento do Cayenne e o facelift, foram vendidas quase 160.000 unidades. Foi um grande sucesso.

Para o facelift de 2007, o fabricante de automóveis alemão ouviu seus clientes e se livrou dos faróis inspirados no Porsche 996. Os novos apresentavam uma lente transparente sobre as lâmpadas e foram remodelados. O Cayenne GTS apresentava um design especial de escapamento, com duas pontas duplas na parte traseira. Um spoiler de teto maior foi instalado, para aprimorar o visual esportivo do SUV. Ele ficava 24 mm (0,95”) mais baixo que o Cayenne S, devido à suspensão esportiva, e foi equipado de série com rodas de liga leve de 21”. Os para-lamas mais largos realçavam o visual agressivo do carro.

O interior apresentava novos bancos com ajuste elétrico de 12 posições para os ocupantes da frente e um banco de dois lugares perfilado na parte traseira. Não perdeu a praticidade, mantendo o encosto do banco traseiro bipartido e rebatível para ampliar a área do porta-malas. O interior luxuoso manteve um toque esportivo, com acabamentos em alumínio no painel e nos pedais.

O Cayenne Cayenne GTS foi equipado com uma unidade V8 de 4,8 litros, que desenvolvia 405 cv. Ao contrário do Turbo, ele também era oferecido com câmbio manual de 6 marchas, enquanto a transmissão Tiptronic S (automática) de 6 marchas estava na lista de opções.