8月26日，一位数码博主透露已经接触到了小米15 Ultra的早期工程机。这款新机将搭载最新的骁龙8Gen 4，并采用居中大圆模组的设计，不过在四摄双长焦的排列方式上有了显著的变化。其中，潜望镜摄像头的尺寸变得更大，而5000万像素的主摄像头体积相比前一代产品也有所增加，似乎意味着更大的光圈或者突破一英寸的传感器尺寸。
根据该博主之前的爆料，小米15 Ultra的其他配置还包括一块2K分辨率的等深四微曲面屏幕，后置居中大圆镜头装饰件，配备5000万像素的大底四摄系统，以及一个尺寸惊人的新潜望镜摄像头。工程机有素皮、玻纤和陶瓷三种之分。
除了常规的硬件升级和堆叠配置外，小米15 Ultra还将继续沿用与徕卡的合作以及搭载澎湃OS2.0操作系统。但最大的挑战之一是如何减轻整机的重量。考虑到上一代产品小米14 Ultra的陶瓷版本已经达到229.5克的重量，如果这次再搭载更大容量的电池（可能超过6000毫安时），那么整机重量很可能超过230克。
另一位博主则提到，小米15 Ultra将继续采用圆形模组的设计，四颗摄像头的布局是对称的，整体设计变化不大。不过，机身在一体化方面进行了工艺优化，希望能够在一定程度上减轻重量。
