Về ngoại hình, Xiaomi 15 Ultra giữ nguyên phong cách thiết kế đặc trưng của dòng Ultra, với mặt lưng được phủ lớp vật liệu giả da, mang đến cảm giác cầm nắm chắc chắn và thoải mái. Thiết bị có ba tùy chọn màu sắc gồm đen, trắng và phiên bản đặc biệt Panda Edition (đen-trắng hoặc đen-xanh lá), nhằm tôn vinh cột mốc 100 năm ra đời chiếc máy ảnh Leica đầu tiên.

Tương tự thế hệ trước, Xiaomi 15 Ultra được trang bị hệ thống 4 camera đặt trong một cụm hình tròn, với phần viền được thiết kế giống máy ảnh chuyên dụng, có thể gắn thêm phụ kiện ống kính. Trong đó, đáng chú ý nhất là ống kính tiềm vọng 200 megapixel, tích hợp chống rung quang học OIS, có khả năng zoom tối đa 4,3x.

Qua các bài thử nghiệm thực tế từ các reviewer Trung Quốc, Xiaomi 15 Ultra thể hiện khả năng bắt nét xuất sắc. Dù chụp dưới nắng gắt hay trong môi trường thiếu sáng, ảnh vẫn có độ tương phản cao, không xuất hiện hiện tượng cháy sáng hay mất chi tiết vùng tối.

Thiết bị được trang bị chip Snapdragon 8 Elite, RAM 12GB hoặc 16GB, cùng các tùy chọn bộ nhớ 256GB, 512GB hoặc 1TB. Pin dung lượng 6.000mAh hỗ trợ sạc nhanh 90W, cùng khả năng chống nước IP68 và tính năng liên lạc vệ tinh 2 chiều. Màn hình 6,73 inch độ phân giải 2K+ (3200x1440), tần số quét lên đến 120Hz và độ sáng đạt 3.200 nit.

Tại Trung Quốc, Xiaomi 15 Ultra có giá khởi điểm 6.499 nhân dân tệ (khoảng 22,8 triệu đồng) cho phiên bản 12/256 GB và 7.999 nhân dân tệ (khoảng 28 triệu đồng) cho bản cao cấp nhất 16 GB/1 TB.