第二代 Porsche Cayenne 92A 于2010年4月至5月作为2011款车型上市销售，并在2010年日内瓦车展上正式亮相。为准备揭幕，位于德国莱比锡的 Cayenne 生产设施于2009年12月关闭，开始为新车型进行工厂改造，这一过程耗时两到三个月。[ citation needed ]
92A Porsche Cayenne 比前代车型略大，但采用了更倾斜的后窗、更直立的挡风玻璃、更倾斜的车顶线条、车门安装的后视镜、车辆后部较小的车窗、受 Carrera GT 启发的前大灯、延伸至尾门的尾灯、LED日间行车灯以及与 Panamera 非常相似的全新设计内饰。2011款 Cayenne 由于移除了低速分动箱，比前代车型轻了近250公斤（551磅），使其燃油效率略高于前代系列。更多使用铝和镁也有助于减轻重量。尽管车身姿态更低，但新车型的越野能力得以保留，同时不损害以街道性能为导向的布局和设计。除了柴油版，还提供混合动力版本。2013–2016年款的柴油 Porsche Cayenne 被纳入大众汽车排放丑闻。
92A Porsche Cayenne 的标准配置包括带双区气候控制的自动空调、车内空气滤清器、带无线电控制的倾斜/伸缩真皮方向盘、定速巡航、真皮内饰、八向电动前座椅、车外温度指示器和通用车库门开启器（基础车型）。Cayenne S 增加了电动天窗和驾驶员座椅记忆功能。Cayenne GTS 增加了可选的后视摄像头、无钥匙进入和启动以及记忆系统。最后，最高端的 Cayenne Turbo 和 Turbo S 增加了带语音识别的导航系统、可选的四区气候控制、加热后排座椅、带六碟CD换碟器的高级音响系统。
E2 Cayenne 搭载一台3.6升 VR6 发动机，输出300 PS（221 kW；296 hp），Cayenne S 采用与 Panamera S 车型相同的4.8升 V8 发动机，输出400 PS（294 kW；395 hp），而 Cayenne Turbo 配备 Panamera Turbo 的4.8升双涡轮增压 V8 发动机，输出500 PS（368 kW；493 hp）。Cayenne S Hybrid 使用一台来自 Audi 的3.0升 V6 发动机，输出333 PS（245 kW；328 hp），搭配一台镍氢电池，可提供47 PS（35 kW；46 hp），总输出380 PS（279 kW；375 hp）。六速手动变速箱是基础 Cayenne 到2014年的标准传动系统，所有其他车型标配八速自动变速箱（Tiptronic S）。前代车型中的低速分动箱已被移除。所有车辆的重量将比前代车型减少约10%，标配设备比当前车型多70公斤，并且后排座椅轮廓更明显。
可选的 Porsche Dynamic Chassis Control (PDCC) 主动防倾杆、自适应空气悬挂和 Porsche Active Suspension Management (PASM)。
2012年9月，Porsche 宣布了 Cayenne S Diesel。该车型配备 Audi 4.2 V8 TDI 发动机。2012年10月，Porsche 确认将增加一款新的 Cayenne Turbo S。
2014年7月，Porsche 推出了改款 Cayenne 系列，外观有轻微改动，并提供新的动力总成选项，包括插电式 E-Hybrid，以及将 S 和 GTS 车型的4.8升 V8 升级为双涡轮增压3.6升 V6。
在2005年 IAA 上，Porsche 宣布将在2010年前生产 Cayenne 的混合动力版本（Porsche Cayenne Hybrid）。两年后，在2007年 IAA 上，Porsche 展示了功能性的 Cayenne Hybrid 和动力总成演示模型。
该车的显著改进包括电动真空泵和液压转向泵，使车辆即使在发动机关闭时也能运行。一个288伏的镍氢电池放置在行李箱地板下，占据了通常用于备胎的空间。
量产版本称为“S” Hybrid，于2010年推出，配备一台3.0升汽油 V6 发动机与电动机连接，实现二氧化碳排放193克/公里。S Hybrid 于2010年11月在美国市场推出。
2014年7月，Porsche 宣布推出 Porsche Cayenne S E-Hybrid，这是一款插电式混合动力车，在新欧洲驾驶循环（NEDC）标准下，纯电续航里程为18至36公里（11至22英里）。插电式车型取代了 Cayenne S Hybrid 在产品线中的位置，并成为改款系列的一部分。Cayenne S E-Hybrid 是豪华SUV细分市场中的首款插电式混合动力车，使 Porsche 成为首家拥有三款量产插电式混合动力车型的汽车制造商。德国的交付计划于2014年10月开始。美国的销售于2014年11月开始。
以下是 Cayenne S E-Hybrid 与2015年在美国上市的其他车型的官方 EPA 评级比较：
2017年5月1日，一辆2017款 Porsche Cayenne S Diesel 创下了量产车拖拽最重飞机的吉尼斯世界纪录。Cayenne 拖拽了一架265吨的 Air France Airbus A380 行驶了42米，打破了2013年 Nissan Patrol 拖拽一架170吨的 Ilyushin Il-76 行驶50米的先前纪录。在尝试之后，Porsche 使用一辆汽油动力的 Cayenne Turbo S 重复了测试，该车扭矩为800 Nm，比 S Diesel 少50 Nm，以证明 Cayenne 的卓越能力。
