這具 3.4 升排氣量的引擎明顯比前代引擎更短 (相差 70 公釐) 且更低 (相差 120 公釐)，它可在每分鐘 6800 次的引擎轉速下產生 221 千瓦 (300 匹) 馬力，在高轉速域的表現也明顯優於前代的自然進氣引擎。然而，其主要設計特性仍保持不變：六汽缸、七軸承曲軸、乾式無油底槽潤滑系統、雙質量飛輪及一個縱向分離的引擎體。這具新引擎最初僅供 911 Carrera 車型安裝，一年後也提供給 Carrera 4，此外 Turbo 車型也改換成水冷式引擎。接著登場的是 GT3，其自然進氣引擎與 GT1 相同，但在每分鐘 7200 次的引擎轉速下可輸出 265 千瓦 (360 匹) 的馬力。2000 年，Turbo 配置了一具直接衍生自 GT1 的新引擎 (每分鐘 6000 次轉速時的馬力為 309 千瓦/420 匹，扭力為 560 牛頓米)。它同時也是全新 GT2 車型的引擎藍本 (每分鐘 5700 次轉速時的馬力為 340 千瓦/442 匹，扭力為 620 牛頓米)。

2001 年，將自然進氣引擎的排氣量擴大至 3.6 升，足以將每分鐘 6800 次轉速時的馬力增強至 235 千瓦 (320 匹) ，扭力則增加至 370 牛頓米。此時，GT2 車型上經改良的雙渦輪引擎可產生 355 千瓦 (483 匹) 馬力。在 2003 年推出的 GT3 RS 主要是針對賽車運動而設計，馬力輸出可提高至 280 千瓦 (381 匹)，這主要歸功於其較高的轉速性能及可調節的凸輪軸。

下一代的 997 型 991 跑車於 2004 年面世，它保留了 Carrera 的 3.6 升自然進氣引擎，Carrera S 則搭載另一款全新的引擎。這具 3.8 升排氣量的引擎在每分鐘 6600 次轉速時的馬力達 261 千瓦 (355 匹)，扭力可達 400 牛頓米。新一代的 GT3 (305 千瓦/415 匹) 也以 997 車型為基礎，並於 2006 年 3 月在日內瓦國際車展上亮相。一年後，新一代 GT2 上市，其雙渦輪引擎在每分鐘 6500 次轉速時可產生 390 千瓦 (530 匹) 馬力。2008 年，911 和 911 S 車型配置採用燃油直噴技術的嶄新概念引擎。這兩具引擎在相同的引擎排氣量下，可分別以每分鐘 6800 次轉速產生 254 千瓦 (345 匹) 馬力及每分鐘 6500 次轉速產生 283 千瓦 (385 匹) 馬力。透過燃油直噴技術可根據特定的操作狀態更精確地控制燃燒效果，進而明顯節省油耗。

以 “精減排氣量” 改善燃油效率的做法大約從 2008 年開始成為引擎工程師的設計指導原則。保時捷利用其豐富的技術知識為 911 的 991 車型系列研發全新的精減技術，並於 2011 年推出：例如 911 Carrera 的水平對臥引擎 (每分鐘 7400 次轉速時的馬力為 257 千瓦 / 350 匹，扭力為 390 牛頓米) 被配置 3.4 升排氣量以取代前代的 3.6 升；Carrera S (每分鐘 7400 次轉速時的馬力為 294 千瓦 / 400 匹，扭力為 440 牛頓米) 則保留其 3.8 升排氣量。這兩款車型皆可證明 991 車型系列如何透過全面性的工程再造實現最高燃油效率。全新 911 Carrera S 憑藉每匹馬力 3.5 公斤的車重馬力比，在競爭者之中領先群雄；而在 NEDC 油耗方面，百公里油耗僅 8.2 升的 911 Carrera 及 911 Carrera S (8.7 升) – 配備 Porsche Doppelkupplung 雙離合器自手排變速箱時 – 再度展現至高的性能數值。它們同時也傳達了保時捷的最新宣言 – 引擎永遠是跑車的心臟，動力與效率未必不能兼得，在保時捷 911 長達50 年的發展歷程之中更是如此。