타입 993까지의 모델에는 공랭식 수평대향 엔진이 적용되었다. 이후엔 수랭식으로 바뀌게 되는데, 이 방식의 장점을 하나 꼽자면 바로 자동차의 성능을 한 단계 업그레이드 시켜준다는 것이다. 처음에는 이런 변화에 대해 많은 포르쉐 팬들이 회의적인 시선을 보냈으며, 일부 골수팬들은 911의 역사와 단절을 선언한 결정이라고까지 성토하였다. 하지만 자동차 전문가의 시선으로 보자면, 공랭식에서 수랭식으로의 변화가 911만의 특징에 누가 된다는 주장은 어불성설이라 할 수 있다. 이 방식이 적용된 이후로 모든 포르쉐 모델에서 이 방식의 중요성은 오히려 더 배가되었다.

타입 901의 2리터, 6기통 수평대향 엔진은 최고 130마력(96kW)/6,100rpm의 힘을 뿜어낸다. 보다 완벽을 기하기 위해 포르쉐 912에 대해 언급해보자면 912모델은 1965년 911과 함께 출시되었다. 911보다는 저사양의 모델로, 타입 356의 1.6리터, 4기통 엔진을 장착, 최고 출력 90마력(66kW)을 냈다. 911 모델과 비교해 보다 단순한 특징들로 채워졌던 912는 쿠페와 타르가 바디 형태로 1969년 여름까지 출시됐다.

1967년이 시작되면서 최고출력 160마력(118kW)/6,600rpm을 자랑하는 더욱 강력한 911 S버전이 생산됐다. 비교적 "평범"했던 911은 911L이란 이름으로 변경되었으며, 후에는 911E로 불리게 된다. 엔지니어들이 자부심을 느끼게 했던 이 911 S 모델은 엔진수명 단축 없이 리터당 80마력의 힘을 뿜어냈다. 1967년부터는 911 T도 함께 했는데, 이 모델은 110마력(81kW)/5,800rpm의 낮은 출력으로 설정된 엔트리급 모델이었다.

한편 1968년은 배출가스 제어시스템 탑재 엔진이 적용된 모델이 미국에서 첫 선을 보인 해이다. 포르쉐는 기존의 높은 성능과 승차감은 거의 그대로 유지시키면서 미국, 특히 캘리포니아주의 엄격한 배출가스 기준을 성공적으로 충족시켰다. 배출가스는 배기 매니폴드의 배기가스 재순환과 열 반응기를 통해 제어됐다. 포르쉐는 유럽 자동차 회사 중 차량 개발작업용 배출가스 테스트 기준을 정립한 첫 메이커이기도 하다.

1968년 가을, 포르쉐는 기계식 연료주입 방식을 선보인다. 911 E와 911 S 모델용 신 엔진으로, 6,500rpm에서 각각 140마력(103kW)과 170마력(125kW)의 최고출력을 선보였다. 두 엔진 모두 더욱 높은 출력수준을 목표로 제작된 것들이었다. 이 엔진들은 개발 초기 때부터 가장 엄격한 배출가스 규정을 충족할 수 있도록 설계됐다. 6기통 수평대향 엔진은 나트륨 봉입형 배기밸브가 장착되어 있었는데, 이 기술은 원래 모터스포츠에서 활용되는 것으로 엔진으로 하여금 장시간의 전속력 주행 압력을 견뎌낼 수 있도록 해주는 기술이다.

배기량이 높은 엔진은 무릇 더욱 높은 출력과 토크를 발휘하기 마련이다. 1969년에는 2.2리터로, 2년 후에는 다시 2.4리터의 배기량이 더해졌다. 911 S의 경우 처음에는 180마력(132kW)으로, 이후 190마력(140kW)까지 엔진출력이 상승됐다. 1971년에 더욱 강화된 배출가스량 규제에 맞춰 엔진 압축률을 줄이고 모든 911 모델들이 전 세계 시장에서 보통 가솔린으로도 주행이 가능하도록 제작되었다. 1972년에는 K-제트로닉 모델이 미국 시장에 처음 출시되었다. 이 6기통 엔진 모델과 최고출력 210마력(154kW)/6,300rpm, 최대토크 26.0kg.(255Nm)의 2.7리터 엔진이 탑재된 카레라 RS가 모두 같은 해 출시되었다. 카레라 RS의 경우 공차 중량 1,075kg의 매우 가벼운 무게를 자랑하였다. 1973년 G모델에 적용된 모든 엔진들은 2.7리터 엔진으로 변경되었으며, 일반 무연 휘발유를 사용할 수 있도록 설계하였다. 이로써 포르쉐는 고성능 스포츠카도 친환경적일 수 있음을 몸소 증명해 보인 셈이다. 1974년, 111대의 카레라 RS는 그룹3용 호몰로게이션(Homologation [경주용 차량 인증])을 위한 3리터 엔진이 장착된 표준 모델로 제작됐다.