Ấn tượng ở mặt sau nhưng thiết kế mặt trước của 13 Ultra không đột phá so với các thế hệ trước. Vẫn là màn hình dạng đục lỗ và viền trên dưới chưa thực sự cân đối. Tuy nhiên, về thông số, đây là màn hình sáng nhất hiện nay với độ sáng điểm (peak) tới 2.600 nit, bỏ xa iPhone 14 Pro Max là 2.000 nit.
Tấm nền AMOLED kích thước 6,73 inch độ phân giải 3.200 x 1.440 pixel, tần số quét 120 Hz, tốc độ lấy mẫu cảm ứng 240 Hz. Chất lượng hiển thị của màn hình rất tốt, trong và dải tương phản ấn tượng, hiển thị một tỷ màu.
Không chỉ hợp tác về mặt thông số phần cứng, Leica và Xiaomi còn thêm tính năng mới cho 13 Ultra so với 13 Pro. Máy có hai bộ lọc màu sắc Leica Vibrant và Leica Authentic, chế độ UltraRAW 50 megapixel tạo ra các bức hình DNG 14 bit với khả năng giảm nhiễu, điều chỉnh dải tương phản động. Chế độ chụp Fast Shot cũng giúp các nhiếp ảnh gia đường phố thao tác nhanh hơn với khả năng mở máy và chụp ảnh chỉ sau 0,8 giây.
Thử nghiệm nhanh cho thấy tông màu của Xiaomi 13 Ultra thường đẩy cao tương phản, xử lý sáng làm nổi bật chủ thể, đúng phong cách của hãng máy ảnh Leica. Xét tổng thể, ảnh chụp không bắt mắt dễ nhìn như của S23 Ultra nhưng có chất riêng, phù hợp hơn với người yêu thích nhiếp ảnh điện thoại.