小米15系列预计将于10月份正式发布，其全系列代号已在外媒Mi Code代码库中曝光。其中，旗舰级小米15 Ultra代号为“Xuanyuan”（意为“轩辕”），此名源自中国神话中的黄帝，象征着尊贵。小米15的代号为“Dada”，而小米15 Pro则以“Haotian”（意为“昊天”）为名。小米15S Pro内部代号为“dijun”，暗指《山海经》创世神帝俊。

小米15 Ultra系列涵盖三个型号：25010PN30C（中国）、25010PN30G（全球）、25010PN30I（印度）。

根据数码博主的爆料，小米15 Ultra工程机正面搭载2K超窄等深微曲屏，中框设计以金属直角边呈现，后置则配置了四枚居中排列的大圆形摄像头。此外，小米15 Ultra将搭载三星ISOCELL HP9潜望式长焦传感器，进一步强化了其摄影性能。小米15 Pro预计将采用一颗带5倍光学变焦的索尼IMX858潜望长焦镜头。

小米15则延续前作特色，搭载6.3英寸1.5K小直屏，配备5000万像素超大底直立长焦镜头。电池体积维持前代水平，具体容量尚未公布，同时支持无线充电及高规格防尘防水功能。