12月16日，相关爆料消息称小米15 Ultra将搭载高性能的SM8750(骁龙 8 至尊版)处理器，电池容量已最终确定为6000mAh，有线W。据小米市场部总经理魏思琪透露，小米15 Ultra预计将在2025年2月正式与消费者见面。
据悉，小米15 Ultra已于2024年12月4日顺利通过3C认证。认证信息指出，该手机支持90W充电，并被归类为卫星移动终端。将标配天通卫星通话功能，而顶配版本还将额外支持北斗卫星短信功能。
5倍潜望长焦镜头：小米15 Ultra采用了200MP 4.3X 100mm f/2.6的三星2亿像素ISOCELL HP9传感器，拥有1/1.4英寸的超大底，低光环境下能输出清晰明亮的1200万像素照片，单个像素大小可达2.24μm。
主摄镜头：搭载50Mp 23mm f/1.6x索尼LYT900传感器，具备1英寸的超大感光元件、支持OIS防抖，物理焦距大于前代产品。
3倍直立长焦镜头：选用尺寸为1/2.5英寸、50MP的索尼IMX858传感器，采用70mm 3X直立方案，光圈f/1.8，物理焦距11.51mm，支持OIS防抖，几乎可以实现“满幅拍摄”。
超广角镜头：配备50MP的三星S5KJN5传感器，拥有1/2.75英寸的感光面积。