Ожидается, что устройство будет иметь 2K дисплей с микрокривизной по всем четырем сторонам и ультразвуковой сканер отпечатков пальцев. Xiaomi 15 Ultra будет работать на процессоре Snapdragon 8 Gen 4 или Snapdragon 8 Elite и оснащен до 24 ГБ оперативной памяти. Емкость аккумулятора составит 6200 мАч, а операционная система — HyperOS 2.0 на базе Android 15. Xiaomi 15 Ultra будет доступен в трех вариантах отделки: кожа, стекловолокно и керамика.