Xiaomi 15 Ultra xuất hiện trong hình ảnh mang đậm dấu ấn Leica M, một dòng máy ảnh rangefinder cao cấp. Máy sở hữu tông màu bạc-đen tương phản, kết hợp giữa kính và chất liệu da, tạo cảm giác cổ điển, tương tự như các mẫu máy ảnh Leica cao cấp.
Trước đó, Xiaomi 15 Ultra đã rò rỉ hình ảnh trên tay nhưng với thiết kế mặt lưng truyền thống hơn. Vì vậy, trên đây có thể là phiên bản đặc biệt của chiếc máy này. Chiếc flagship này sử dụng ống kính Leica Summilux, với camera chính có khẩu độ f/1.63, tương tự như thế hệ trước. Camera tiềm vọng tele của máy có khẩu độ f/2.6, tiêu cự tương đương 100mm, khẩu độ hiệu dụng f/9.828 và tiêu cự vật lý 26.4mm. Ống kính góc siêu rộng có tiêu cự 14mm, hẹp hơn một chút so với thế hệ trước.
Xiaomi 15 Ultra dự kiến sẽ ra mắt cùng mẫu xe điện Xiaomi SU7 Ultra vào ngày 28/2 tại Trung Quốc.