9月23日，知名爆料人士数码闲聊站透露了高通骁龙8 Gen 4（SM8750）超大杯的影像系统配置，推测该机型极有可能是小米15系列中的顶配——小米15 Ultra，预计将在明年第一季度发布。
该机将配备后置四摄，包含三颗5000万像素镜头和一颗两亿像素镜头，后者可能是潜望式长焦镜头，支持暗光长焦和超级长焦微距，同时主摄将继续采用固定大光圈设计。
参考小米14 Ultra，该机后置四摄包括一颗5000万像素的徕卡超动态主摄，以及三颗5000万像素的徕卡镜头，采用索尼IMX858传感器。小米15 Ultra是否会继续使用这一传感器尚未确定，但有传言称小米可能会使用三星HP3传感器，该传感器具备2亿像素和出色的成像能力，已被多款竞品采用。
