De Porsche Cayman S speelt zijn vermogen uit. De Flat 6 put zijn vermogen van 295 pk of 320 pk na de facelift van 2009 uit een cilinderinhoud van 3,4 liter. Zijn maximum koppel van 340 Nm (370 Nm na 2009) is beschikbaar tussen 4.400 en 6.000 o/m. Het VarioCam Plus-systeem optimaliseert het koppel bij lage toeren en maximaliseert het vermogen bij hoge toeren.
Ondanks een toename van het gewicht met 50 kilogram, bereikt de S-versie de lat van de 100 km/u een halve seconde sneller dan de basisversie.
De Cayman S heeft een handgeschakelde zesbak. Als optie is er een Tiptronic S-automaat met vijf versnellingen en schakelpeddels aan het stuur.