部落客我是阿興依據爆料的資訊繪製了小米15 Ultra渲染圖。如圖所示，小米15 Ultra正面式2K全等深四微曲螢幕，中框為金屬直角邊設計。

背部延續了上一代的環形鏡頭DECO方案，這次小米15 Ultra的主要變化是鏡頭排列。

具體來說，小米15 Ultra後置徠卡四攝，環形鏡頭的下方並排三顆鏡頭，右上角位置還有一顆，是潛望長焦，徠卡標識呈縱向排布。

數位閒聊站爆料，小米15 Ultra現階段樣機沒有素皮版本，提供黑紅拼色、白色等配色。

該機主打影像，後置主攝是5000萬像素1英寸超大底攝像頭，同時配備2億像素潛望長焦以及5000萬像素3倍70mm直立長焦，最後一顆攝像頭是超廣角，預計為5000萬像素。

其中2億像素潛望長焦是三星HP9，這是迄今為止規格最強的長焦感應器，它擁有1/1.4吋大底，在低光環境下能輸出清晰明亮的1200萬像素照片，此時單一像素大小可達2.24μm。

相較於上一代產品，HP9在感光度提升12%的同時，自動對焦​​的對比性能也有所提高，使得拍攝的照片色彩更加生動、對焦更加精準。

另外，小米15 Ultra搭載高通驍龍8至尊版處理器，支援超音波螢幕指紋辨識。