盡管小米公司尚未正式揭曉小米15系列的發布時間，但市場普遍預期該系列將于10月底亮相。據傳，小米15系列將包含三款機型：15標準版、15 Pro以及旗艦級的15 Ultra，其中15 Ultra預計將于明年2月發布。據知名博主“智慧皮卡丘”于10月16日透露，小米15 Ultra將搭載一顆體積較大的2億像素潛望長焦鏡頭，目前正測試新的攝像頭布局，整體設計仍維持圓形模組，并采用雙長焦四攝方案，其中一個鏡頭專為人像攝影優化。
回顧小米14 Ultra的后置影像系統，其同樣采用了四攝設計，包括一顆搭載索尼LYT-900傳感器的5000萬像素一英寸徠卡超動態主攝，以及三顆均采用索尼IMX858傳感器的5000萬像素鏡頭。相比之下，小米15 Ultra的潛望長焦鏡頭有望進一步提升拍攝表現，帶來更加卓越的圖像質量。
在配置方面，雖然目前爆料信息有限，但小米15 Ultra將搭載高通驍龍8至尊版移動平臺，并采用新一代衛星通訊技術，最高提供1TB的存儲空間。該機還將沿用前代備受好評的等深微曲面設計，分辨率保持在2K水平，同時峰值亮度有望實現顯著提升。
小米15系列的其他兩款機型，15標準版和15 Pro，預計將先于15 Ultra發布。這兩款機型的具體配置和功能目前尚未透露，但市場對其充滿期待，預計將在設計和性能上帶來顯著升級。
