Samochód I generacji zaprezentowano w 2002 roku. Początkowo auto było oferowane jedynie w dwóch wersjach: Cayenne S z silnikiem V8 po pojemności 4,5 l i mocy 340 KM oraz wersja z turbodoładowaniem Cayenne Turbo o mocy 450 KM. Pod koniec 2003 roku do gamy dołączyła podstawowa jednostka napędowa pochodząca od Volkswagena, mianowicie 3.2 VR6 o mocy 250 KM. W 2006 roku została zaprezentowana topowa wersja Cayenne – Turbo S o mocy 521 KM. Cayenne zostało poddane face liftingowi w 2007 roku. Zmianom uległo nadwozie oraz gama silników. Wszystkie jednostki otrzymały bezpośredni wtrysk paliwa, więcej mocy oraz zużywają mniej paliwa. Podstawowa jednostka miała od tego momentu pojemność 3,6 l i moc 290 KM, natomiast w wersjach S i Turbo pojemność została zwiększona do 4,8 l, moc wynosiła odpowiednio 385 i 500 KM. Na początku 2008 roku została wprowadzona odmiana Cayenne GTS, która miała wypełnić lukę pomiędzy wersją S a Turbo. Jej silnik o pojemności 4,8 l dysponuje mocą 405 KM oraz momentem obrotowym 500 Nm (takim samym jak Cayenne S). GTS wyposażona jest między innymi w pakiet stylistyczny Turbo. Nowa jednostka Cayenne Turbo S została wprowadzona do oferty w sierpniu 2008 roku, silnik ma pojemność 4,8 l i moc 550 KM oraz 750 Nm momentu obrotowego.