Năm 1989, Ferry Porsche từng dự đoán rằng: "Nếu chế tạo một mẫu SUV dựa trên những tiêu chuẩn chất lượng của Porsche, mọi người sẽ mua nó." Dự đoán của ông tiếp tục được chứng minh là chính xác khi kể từ năm 2002, Cayenne đã trở thành một trong những trụ cột tạo nên thành công toàn cầu cho Porsche.
Detlev von Platen, thành viên Ban Điều hành Bán hàng và Tiếp thị của Porsche, cho biết: "Cayenne luôn là một điểm thu hút lớn đối với thương hiệu của chúng tôi - nó đã mang lại nhiều khách hàng và fan hâm mộ mới từ khắp nơi trên thế giới đến với Porsche trong hơn 20 năm qua." Câu chuyện bắt đầu khi Porsche phải đưa ra một số quyết định lớn vào giữa những năm 1990 để đảm bảo kinh tế về lâu dài của mình. Vào đầu thập kỷ đó, Porsche rơi vào một trong những cuộc khủng hoảng tài chính nghiêm trọng nhất trong lịch sử: hãng chìm trong thảm cảnh và chỉ bán được 23.060 xe trong năm tài chính 1991/92.
Porsche phải xoay xở tìm cách thoát khỏi tình trạng ế ẩm bằng việc cho ra mắt một chiếc xe mới có động cơ đặt giữa vào năm 1996, đặt tên là Boxster. Nhưng hãng nhanh chóng nhận ra rằng chỉ riêng dòng xe 911 huyền thoại và mẫu Boxster mới sẽ không thể tạo dựng một tương lai vững chắc. Kế hoạch cho "chiếc Porsche thứ ba" bắt đầu hình thành.
Theo khuyến nghị của các đội ngũ bán hàng tại Mỹ, Porsche đã lựa chọn xe thể thao đa dụng thay vì các loại xe khác như sedan hay MPV. Loại phương tiện này đang có xu hướng được ưa chuộng tại Bắc Mỹ - thị trường lớn nhất của Porsche vào thời điểm đó. CEO Wendelin Wiedeking cũng đã đặt mục tiêu vào thị trường châu Á mới nổi với tham vọng rất cao ngay từ đầu: Porsche không chỉ đơn thuần muốn tạo ra một chiếc SUV thể thao phù hợp với hình ảnh của thương hiệu, mà còn muốn mang đến cho các đối thủ hàng đầu trong phân khúc SUV một thách thức lớn.
Dự án xe mới này cuối cùng được thực hiện như một phần của kế hoạch hợp tác với Volkswagen, có tên Colorado, và chính thức được công bố vào tháng 6/1998: Porsche Cayenne và Volkswagen Touareg sẽ sử dụng cùng một nền tảng. Mặc dù có kiến trúc giống hệt nhau, nhưng ban đầu mỗi hãng đều sử dụng động cơ riêng biệt và phát triển hệ thống khung gầm riêng. Porsche sẽ chịu trách nhiệm phát triển nền tảng chung tại địa điểm Hemmingen tối mật của mình, trong khi Volkswagen đóng góp chuyên môn trong quá trình sản xuất hàng loạt.
Năm 1999, Porsche quyết định sản xuất xe ở trong nước thay vì ở nước ngoài, hãng xây dựng một cơ sở sản xuất hiện đại ở Leipzig và khai trương vào tháng 8/2002. Còn Touareg được sản xuất tại nhà máy Volkswagen ở Bratislava, Slovakia. Cả thế hệ đầu tiên và thứ hai của Cayenne với tên gọi nội bộ là E1 và E2 đều được sản xuất ở Leipzig và sau đó là Osnabrück. Sau khi thế hệ thứ ba (E3) ra mắt vào năm 2017, Porsche đã chuyển toàn bộ dây chuyền sản xuất Cayenne sang Bratislava để nhường Leipzig lại cho mẫu sedan thể thao Panamera và dòng SUV cỡ nhỏ Macan.
Tính đa dụng đã khiến Cayenne trở thành một chiếc xe thân thiện với gia đình, phù hợp với nhu cầu di chuyển hàng ngày, cũng như một chiếc xe địa hình mạnh mẽ và thể thao, năng động với hiệu suất đặc trưng của Porsche. Với những sức hút này, Cayenne đã làm được nhiều điều trong việc định hình phân khúc xe thể thao đa dụng suốt 20 năm qua. Thế hệ đầu tiên (E1) hoàn hảo với lựa chọn hai động cơ V8. Ở Cayenne S, động cơ 4.5L mới được phát triển tạo ra 340 mã lực, trong khi Cayenne Turbo ấn tượng hơn khi có công suất 450 mã lực. Tính ổn định khi vào cua được xử lý bởi các hệ thống điện tử mới lúc đó gồm hệ thống kiểm soát lực kéo của Porsche (PTM) giúp phân bổ lực giữa trục sau và trục trước theo tỷ lệ tiêu chuẩn 62:38. Hệ thống truyền động cũng có thể thay đổi nhờ bộ ly hợp đa đĩa và có thể thực hiện bất kỳ tỷ lệ công suất nào giữa trục trước và trục sau trong khoảng 100:0 đến 0:100 nếu cần. Ở những con đường không được trải nhựa, người lái Cayenne cũng có thể sử dụng hộp chuyển số cấp thấp để cải thiện khả năng bám đường. Bộ vi sai trung tâm được khóa hoàn toàn ngăn không cho các bánh xe quay ngay cả khi chúng được nâng lên khỏi mặt đất trong một thời gian ngắn.
E1 cũng là chiếc Porsche đầu tiên trang bị hệ thống quản lý hệ thống treo chủ động PASM mới được phát triển. Kết hợp với hệ thống treo khí nén, PASM liên tục điều chỉnh lực giảm xóc sao cho phù hợp với điều kiện đường và cách lái dựa trên các tính toán của nó. Dù hệ thống treo khí nén thông thường cũng giúp Cayenne vượt địa hình tốt với khoảng sáng gầm xe ấn tượng 21,7 cm nhưng con số này còn tăng lên đến 27,3 cm với sự hỗ trợ của hệ thống kiểm soát độ cứng trong hệ thống treo khí nén. Porsche đã tối ưu khả năng vận hành và khẳng định sức mạnh của mình trong phân khúc SUV khi giới thiệu Cayenne Turbo S đầu tiên vào năm 2006. Mẫu xe thu hút sự chú ý khi có công suất 521 mã lực từ động cơ biturbo 4.5L V8, điều này rất đặc biệt so với các tiêu chuẩn thời bấy giờ.
"Hình thành, mài giũa, tinh chỉnh" là những mô tả rất thực tế từ Porsche về sự phát triển trong thiết kế từ Cayenne ban đầu đến mẫu xe thế hệ thứ ba ngày nay. Đó là một hành trình thể hiện sự tiến bộ kỹ thuật rất rõ ràng. Ở thế hệ E2, để tối ưu hóa trọng lượng và hiệu suất, hộp chuyển số cấp thấp đã được thay bằng hệ thống dẫn động bốn bánh với bộ ly hợp đa đĩa mà hiện nay vẫn còn được sử dụng. Porsche cũng giới thiệu hệ truyền động hybrid và plug-in hybrid được thiết kế lại hoàn toàn ở thế hệ này; các biến thể này sử dụng bộ vi sai trung tâm Torsen. Hiệu suất của tất cả các động cơ hiện có đều được tăng thêm, nhưng mức tiêu thụ nhiên liệu lại thấp hơn tới 23%. Ngoài ra, nội thất của E2 còn gây nhiều chú ý khi được thiết kế lại với bảng điều khiển trung tâm dạng nổi.
Khi nhìn lại sự phát triển của thế hệ Cayenne thứ ba, Hans-Jürgen Wöhler, người dẫn dắt dòng xe SUV Porsche từ 2013 đến 2020, cho biết: "Mục tiêu của E3 là mở rộng những gì chiếc xe có thể làm được. Tất cả nhằm tạo nên một chiếc xe thể thao hơn với sự thoải mái tối ưu trong khi vẫn duy trì khả năng vượt địa hình vượt trội. Hệ thống treo khí nén ba buồng và hệ thống lái cầu sau được đặc biệt phát triển cho mục đích này. Bộ thân vỏ bằng nhôm mới giúp tiết kiệm trọng lượng, làm cho chiếc xe hoạt động hiệu quả và nhanh nhẹn hơn. E3 cũng mang lại nhiều tính năng hỗ trợ người lái thông qua nhiều hệ thống hỗ trợ mới." Để đạt được điều này, tất cả các hệ thống hỗ trợ người lái hiện đã được tích hợp vào một bộ điều khiển trung tâm. Ngoài ra, chiếc SUV cỡ lớn còn được cập nhật kết nối tích hợp điện thoại thông minh, WiFi, Bluetooth. Với việc giới thiệu Cayenne thế hệ thứ ba vào năm 2017, Porsche cũng tạm biệt động cơ diesel, thay vào đó hãng tập trung phát triển mạnh công nghệ plug-in hybrid. Sau đó vào mùa xuân năm 2019, phiên bản Cayenne Coupe được ra mắt đã đánh dấu một cột mốc quan trọng khác khi thể hiện thiết kế thể thao hơn với phần mui dốc mạnh giống như của 911.
Khi chỉ sử dụng chế độ chạy điện, các phiên bản plug-in hybrid của Cayenne thế hệ thứ ba có thể đạt vận tốc lên tới 135 km/h và phạm vi hoạt động 44 km. Mức tiêu thụ tiêu chuẩn theo WLTP là khoảng 3,1-4,1 lít/100km, tùy thuộc vào cấu hình và loại lốp. Các mẫu xe hybrid sử dụng pin điện áp cao 17,9 kWh và động cơ điện 100 kW không chỉ cho khả năng vận hành đặc biệt hiệu quả mà còn mang lại trải nghiệm lái linh hoạt và sắc nét.
Phiên bản Cayenne mạnh mẽ nhất là Turbo S E-Hybrid, đã có mặt từ năm 2019 với công suất 680 mã lực. Giống như tất cả các mẫu xe plug-in hybrid khác của Porsche, người lái có thể sử dụng động cơ điện để tăng thêm hiệu suất ở bất kỳ chế độ lái nào. Ví dụ, Cayenne Turbo S E-Hybrid có mô-men xoắn 900 Nm cho phép nó dễ dàng tăng tốc từ 0-100 km/h trong 3,8 giây. Hơn nữa, khi di chuyển hàng ngày, người lái có thể dựa vào hướng dẫn của các chế độ lái thông minh và tận hưởng hiệu suất vượt trội với mức tiêu thụ nhiên liệu thấp.
Nền tảng cho các phiên bản Cayenne điện khí hóa ngày nay xuất hiện vào năm 2007 với bản nâng cấp của Cayenne thế hệ đầu tiên. Trong mẫu xe ý tưởng sắp sản xuất hàng loạt của Cayenne S Hybrid, không giống như nhiều đối thủ cạnh tranh khác, Porsche không sử dụng hệ thống hybrid phân chia công suất mà sử dụng hệ thống hybrid toàn phần song song. Trong thiết kế này, động cơ điện không chỉ được sử dụng khi xe bắt đầu lăn bánh mà còn được sử dụng ở những tốc độ cao. Điều này giúp chiếc xe nguyên mẫu có thể lướt với vận tốc lên tới 120 km/h mà không cần động cơ đốt trong hoạt động. Động cơ điện cũng cải thiện cả khả năng tăng tốc và tính linh hoạt.
Hệ dẫn động hybrid hoàn toàn hoàn chỉnh đã xuất hiện trên thị trường vào năm 2010 với Cayenne thế hệ thứ hai, cũng là mẫu xe hybrid thương mại đầu tiên của Porsche. Sự kết hợp của động cơ siêu nạp 3.0L V6 công suất 333 mã lực và động cơ điện đồng bộ 47 mã lực tạo ra tổng công suất 380 mã lực. 4 năm sau đó, mẫu xe plug-in hybrid đầu tiên, tiên phong trong phân khúc SUV cao cấp của Porsche, Cayenne S E-Hybrid có phạm vi hoạt động hoàn toàn bằng điện hơn 30 km với pin hydride kim loại nickel được thay thế bằng pin lithium-ion. Động cơ đốt trong vẫn giữ nguyên, trong khi công suất động cơ điện tăng lên 95 mã lực, cho tổng công suất 416 mã lực.
Cayenne là một chiếc xe thể thao toàn diện và đã chứng tỏ khả năng của mình trong nhiều điều kiện khắc nghiệt. Năm 2006, hai đội đua tư nhân từng cầm lái Porsche Cayenne S trong giải đua Transsyberia Rally từ Moscow xuyên Siberia đến Ulaanbaatar ở Mông Cổ và giành vị trí thứ nhất và thứ hai. Porsche đã lấy cảm hứng từ kỳ tích này để phát triển giới hạn 26 chiếc Cayenne S Transsyberia đặc biệt cho các cuộc đua đường dài của khách hàng và gặt hái được nhiều thành công vang dội. Tại Transsyberia 2007, ba chiếc Cayenne lần lượt đạt những vị trí cao nhất, với tổng cộng 7 chiếc Porsche lọt vào top 10.
Những trang bị đặc biệt trên Cayenne S Transsyberia gồm lốp xe chuyên dụng dành cho mọi địa hình, khung an toàn, tỷ số trục ngắn hơn, khóa vi sai, thanh treo trước và ốp gầm được gia cố. Công suất động cơ V8 vẫn không thay đổi ở mức 380 mã lực. Vì là mẫu xe đua dựa trên phiên bản cập nhật của thế hệ đầu tiên, nên chiếc xe cũng nhận được những cải tiến như trên Cayenne gồm: động cơ mới phun nhiên liệu trực tiếp tiêu thụ ít nhiên liệu hơn tới 15%; hệ thống ổn định khung gầm chủ động của Porsche ( PDCC) cùng các thanh chống lật chủ động để loại bỏ phần lớn tình trạng rung lắc thân xe ở các góc cua, đồng thời cho phép khớp trục lớn hơn. Năm 2008, 19 chiếc Cayenne S Transsyberia được tinh chỉnh và tối ưu hóa đã tham gia đua tại Siberia Rally và giành được hầu hết các vị trí trong top 10, trừ vị trí thứ 6.
Cayenne đã thể hiện sự bền bỉ và hiệu suất của mình trên chặng đường 7.000 km trong khoảng hai tuần ở Transsyberia Rally. Kể từ đó, giải đua này không được tổ chức nữa, ở hiện tại Cayenne Turbo GT cần 20.832 km đường đua Nurburging để chứng tỏ hiệu suất thể thao vượt đỉnh với thời gian vòng chạy chỉ 7 phút 38,925 giây. Kỷ lục này đã được lập vào ngày 14/6/2021 bởi tay đua Lars Kern ở hạng mục dành cho những chiếc SUV trên đường đua Nürburgring-Nordschleife huyền thoại. Được điều chỉnh để có hiệu suất tăng tốc và vào cua tối đa, Turbo GT là "tay đua" tốc độ hàng đầu không thể chối cãi trong dòng Cayenne. Động cơ tăng áp kép 4.0L V8 công suất 640 mã lực là nền tảng cho những trải nghiệm lái tuyệt vời với khả năng tăng tốc tiêu chuẩn từ 0-100 km/h chỉ mất 3,3 giây cùng tốc độ tối đa đạt 300 km/h. Với những đường nét cực kỳ mạnh mẽ của một chiếc coupe bốn chỗ, Cayenne Turbo GT được trang bị tiêu chuẩn tất cả các hệ thống phù hợp về khung gầm và lốp hiệu suất cao phát triển riêng cho mẫu xe này. Hệ thống truyền động và khung gầm cũng được tinh chỉnh độc lập, tất cả tạo nên một mẫu xe với tổng thể hài hòa kết hợp các đặc điểm hoàn hảo cho đường đua.
Đội ngũ phát triển Cayenne thế hệ đầu tiên đã tính đến một biến thể chuyên dụng riêng cho đường đua để mở rộng dòng sản phẩm này ngay sau khi ra mắt thành công. Từng là kỹ sư ý tưởng cho E1 vào năm 1998, Oliver Laqua hiện là giám đốc dự án Cayenne, vào năm 2004, ông được giao nhiệm vụ thiết kế một chiếc Cayenne đặc biệt thể thao về mọi mặt. Ngay từ đầu, tham vọng của vị kỹ sư trẻ đã rất rõ ràng, ông hướng đến việc phát triển một loại xe đặc biệt nhẹ với tên dự án là Roadrunner. Laqua kể lại: "Chúng tôi đã lên kế hoạch loại bỏ hộp chuyển số phụ để tiết kiệm thêm 80 kg trọng lượng. Đồng thời cân nhắc đến bốn ghế đua để tối ưu trọng lượng, hơn nữa còn mang lại nhiều xúc cảm hơn." Tuy nhiên, trên thực tế, Roadrunner chỉ được trang bị hệ dẫn động cầu sau và những chiếc ghế kém thực tế vẫn không nhận được sự quan tâm từ lãnh đạo hãng.
Tuy nhiên, khi nói đến hệ truyền động, đội ngũ phát triển đã chọn hướng đi riêng khi áp dụng động cơ V8 hút khí tự nhiên thay vì động cơ tăng áp. Laqua chia sẻ: "Trong dự án này, không chỉ phải tính đến con số hiệu suất, chiếc xe còn phải có phản ứng ga thật nhạy." Trang bị tiêu chuẩn của xe bao gồm hộp số sàn 6 cấp và khung gầm được phát triển đặc biệt. Lần đầu tiên, hệ thống treo bằng thép được kết hợp với hệ thống giảm xóc chủ động PASM - một ý tưởng mà lúc đó chỉ dành cho những chiếc xe thể thao hai cửa. Mẫu xe này có thiết kế phía trước và phía sau không khác biệt mấy so với Cayenne Turbo trong khi thấp hơn Cayenne S 24 mm. Phần vòm bánh xe loe ra khoảng 14 mm mỗi bên khiến mẫu xe mới trông rất nổi bật nhất và lạ mắt.
Cái tên của dòng xe thuần thể thao mới gắn với những mẫu xe khác trong lịch sử Porsche như 928 GTS, bị ngừng sản xuất vào năm 1995 hay 904 Carrera GTS của những năm 1960. Các dòng xe lịch sử có hậu tố GTS - Gran Turismo Sport đều thể hiện tính thể thao đặc biệt kết hợp với khả năng chạy đường dài vượt trội. Chiếc Cayenne GTS đầu tiên được ra mắt vào năm 2007 từ bản nâng cấp của thế hệ E1. Công suất 405 mã lực của động cơ 4.8L đưa nó trở thành mẫu xe đầu bảng trong danh sách các biến thể Cayenne với động cơ hút khí tự nhiên. Trên GTS thế hệ thứ hai, đối với phiên bản năm 2015, Porsche đã chuyển từ động cơ V8 hút khí tự nhiên sang động cơ V6 tăng áp kép. Mặc dù dung tích nhỏ hơn, nhưng khối động cơ này cho công suất lớn hơn 15 mã lực với tổng công suất 420 mã lực và tiêu thụ ít nhiên liệu hơn. Ở Cayenne GTS hiện tại, Porsche lại sử dụng 8 buồng đốt dưới dạng một động cơ biturbo 4.0L V8 công suất 460 PS. Lấy cảm hứng từ thành công vang dội của Cayenne GTS, mỗi dòng xe của Porsche giờ đây đều có một biến thể GTS thể thao riêng trong dòng sản phẩm của mình.
Ngay sau khi ra mắt thế giới tại Paris Motor Show vào tháng 9/2002, Cayenne đã trở thành một thành công trên toàn thế giới và ngay lập tức vượt quá mong đợi về doanh số bán hàng. Ban đầu, hãng dự kiến sẽ có 25.000 chiếc được giao mỗi năm. Riêng thế hệ đầu tiên, đã có 276.652 chiếc được bán ra, tương đương 35.000 xe mỗi năm. Trong khi đó, chiếc Cayenne thứ 1 triệu hiện đã có chủ và đã lăn bánh khỏi dây chuyền sản xuất vào mùa hè năm 2020. Tiếp đó, hơn 80.000 chiếc đã được giao tới tay khách hàng trong năm 2021.
Đối với Porsche, Cayenne đã tạo ra nền tảng kinh tế cho sự thành công bền vững mà không ảnh hưởng đến các giá trị dựa trên xe thể thao của thương hiệu này. Tại buổi ra mắt thế hệ thứ ba vào năm 2017, Oliver Blume, Chủ tịch Porsche, chia sẻ: "Với Cayenne, chúng tôi đã thành công trong việc chuyển giao huyền thoại Porsche sang một phân khúc thị trường hoàn toàn mới. Chiếc xe thể thao của chúng tôi trong phân khúc SUV đã chứng tỏ mình như một động cơ, thúc đẩy tăng trưởng và trở thành mẫu xe bán chạy nhất kể từ năm 2002. Chưa phải là tất cả, Cayenne đã mở ra những cánh cửa đến nhiều thị trường mới cho Porsche và góp phần quan trọng trong quá trình quốc tế hóa mạng lưới bán hàng của chúng tôi."
Detlev von Platen khẳng định: "Là một biểu tượng trong phân khúc SUV, Cayenne góp phần tăng thêm sức hút cho thương hiệu của chúng tôi, đặc biệt là tại Trung Quốc và các thị trường Châu Á khác. Hiện tại, Cayenne là một trong những mẫu xe được yêu cầu nhiều nhất của Porsche trên toàn thế giới, và tôi chắc chắn rằng độ phổ biến của chiếc SUV sẽ còn rất mạnh mẽ trong tương lai."