在 993 型以前的水平對臥引擎一直採用氣冷式散熱，之後工程師便改用水冷式引擎 – 這麼做的一項優勢，便是能讓它們進入新的性能級距。起初，許多車迷對這項轉變抱持懷疑態度，對一些純粹主義人士而言，它還意味著一種與 911 歷史背道而馳的做法；但在汽車專家看來，改用水冷方式並不會削弱 911 整體裝備的性能，情況事實上完全相反； 這項技術自引進之後在每一種車型系列中的重要性日益顯見。

901/911 型的水平對臥六缸引擎可以 2 升排氣量在每分鐘 6,100 次的轉速下產生 96 千瓦 (130 匹) 的馬力。為完整起見，此處也大略介紹保時捷 912 這款車型。此車型在 1965 年春天與 911 同步推出，是一款馬力較低的版本並搭載 356 型的四缸引擎，排氣量為 1.6 升，馬力可達 66 千瓦 (90 匹)，配置的功能裝備比 911 簡單。912 車型採用 Coupé 和 Targa 的車身結構生產至 1969 年夏天為止。

從 1967 年開始，馬力增強的 911 S 版車型可在每分鐘 6,600 次轉速下產生 118 千瓦 (160 匹) 馬力 – 「正常」版 911 很快就被掛上 911 L 以及之後的 911 E 車型代號。 工程師對於 911 S 能在不損耗引擎壽命的條件下達到如此強大的動力升級及每升 80 匹的馬力排氣量比特別感到自豪。1967 年也開始推出馬力輸出較低 (每分鐘 5800 次的轉速下可輸出 81 千瓦 / 110 匹馬力) 的 911 T 入門級車型。

1968 年在美國推出首部引擎搭載排氣控制系統的車型。保時捷成功達到美國的廢氣排放法規要求 – 包括特別嚴格的加州法令 – 同時不犧牲車輛的性能，駕乘舒適感也幾乎完全相同。廢氣排放是由進氣歧管內的廢氣重新循環系統及熱反應器控制；保時捷是歐洲第一家為其研發工作安裝廢氣排放測試台的公司。

1968 年秋天，保時捷發表機械式汽油噴射技術。911 E 和 911 S 均配置了新引擎 – 前者可在每分鐘 6500 次的轉速下產生 103 千瓦 (140 匹) 馬力，後者則可產生 125 千瓦 (170 匹)。兩款引擎的設計皆著眼於更進一步的動力增加，它們的排放特性從研發開始時便以滿足最嚴苛的法規為目的。該水平對臥六缸引擎採用鈉冷排氣閥 – 這項源自賽車運動的技術可確保引擎能應付持續性的全油門加速作業。

更大的引擎排氣量可產生更高的馬力和扭力；排氣量首先在 1969 年增加至 2.2 升，兩年後再增加至 2.4 升。例如在 911 S 車型上，這項升級最初使馬力提高至 132 千瓦 (180 匹)，隨後再提高至 140 千瓦 (190 匹)。1971 年，為了滿足日益嚴苛的廢氣排放法規，保時捷也降低了引擎的壓縮比，使所有 911 跑車能繼續在全世界使用普通汽油駕駛。在 1972 年，K-Jetronic 汽油噴射系統首度面世，開始時在美國市場推出。同年也發表一款新的六缸引擎車型：搭載 2.7 升引擎的 Carrera RS，在每分鐘 6300 的引擎轉速下可輸出 154 千瓦 (210 匹) 的最大馬力及 255 牛頓米的最大扭力；搭載標準配備的淨重極低，僅有 1075 公斤。1973 年，G 車型的所有引擎轉換成 2.7 升排氣量；同時開始支援普通無鉛汽油的使用 – 保時捷證明了跑車也能達到環保要求。在 1974 年，生產 111 部搭載 3 升引擎的 Carrera RS作為第 3 組參賽車種。