小米15 Ultra是小米公司于2025年2月27日正式发布的手机产品。

2024年7月9日，小米15 Ultra已经在IMEI 数据库现身；8月20日，科技媒体 XiaomiTime发布推文，在 Mi Code 代码库中，发现小米15 Ultra旗舰手机代号为“轩辕”（Xuanyuan）；9月3日，小米15 Ultra手机相机曝料，升级主摄、2 亿像素长焦、10 倍变焦、4K 电影模式；9月27日，小米 15 Ultra国际版已于9月27日获得欧盟EEC认证，预计将在2025年1月推出，预装澎湃OS 2 系统。

2024年10月24日，小米宣布将于10月29日晚7点发布小米15系列；10月29日，在举行的小米 15 系列暨澎湃 OS 2 新品发布会上，小米发布了小米 15 系列手机；同日，科技媒体挖掘 Mi Code 代码，发现了小米 15 Ultra 手机的相机规格信息。小米 15 Ultra 将配备强大的相机模块，预计将为智能手机摄影设定新的标杆。

2024年12月5日，IT之家从中国质量认证中心官网获悉，小米通讯技术有限公司旗下两款新机已经于12月4日获得3C认证。数据显示，这两款新机支持 90W 充电，均为“卫星移动终端”，意味着其标配卫星通信。

2025年1月21日，卢伟冰官宣了小米15 Ultra；2月5日，雷军官宣小米15 Ultra月底见；2月27日晚7点，小米15 Ultra正式发布；3月3日早10点，小米15 Ultra正式开售。3月3日，小米15 Ultra将亮相MWC 2025，这也是小米首次在海外市场展示小米15 Ultra。3月5日，雷军称，小米还在持续冲刺高端市场，刚刚发布的小米15Ultra 销售也远超预期。3月24日消息，小米韩国分公司旗下旗舰智能手机、平板电脑和智能手表3月25日在韩国正式上市，官方直营零售体验店“小米之家”于2025年上半年登陆首尔，小米韩国此次将推出旗舰智能手机Xiaomi 15 Ultra、平板电脑Xiaomi Pad 7、智能手表Xiaomi Watch S4。

小米15 Ultra共有四款配色，包括黑色、白色、经典黑银、松柏绿。

小米15 Ultra将后置徕卡四摄，包括一颗5000万像素的1英寸超大底主摄、一颗5000万像素的直立长焦、一颗2亿像素的三星ISOCELL HP9潜望长焦以及一颗5000万像素的超广角镜头，该镜头采用2亿像素传感器，并拥有1/1.4英寸的大底设计，同时融入了4x4像素合并技术，能够在光线不足的环境下，确保用户捕捉到远距离景物的清晰细节。

小米15 Ultra延续上代的环形镜头设计，潜望长焦镜头巧妙地位于环形镜头的右上角位置，其下方并排排列着三颗摄像头。小米 15 Ultra 专业影像套装“传奇典藏版”配有全新金属指柄、可更换快门键，可带来“相机般”的操控体验。

新机正面配备6.73 英寸全等深微曲屏，522 PPI、3200 x1440 分辨率、LTPO 1~120Hz 自适应刷新率、3200nits 超级阳光屏、100% P3 广色域、全屏息屏显示、专业原色屏、小米多屏同色、超动态显示、环境色温感应、三重护眼认证。

小米15 Ultra将标配天通卫星通信，顶配版支持双星系统，加入了北斗卫星通信，这是小米第一次用上北斗系统。小米15 Ultra搭载高性能天线组、三颗通信芯片，搭配AI全场景优化，让通信性能大度提升，游戏、直播等延迟大幅降低。支持无网通话，挑战行业最远7km双向通话；并全系搭载天通卫星通信，全球首发手机直连卫星数据功能；还有北斗、天通双卫星版，搜星速度更快。

小米 15 Ultra 搭载骁龙 8 至尊版处理器，配有“双路环形冷泵”散热系统，以及 USB 3.2 Gen2 接口。

在电池和充电方面，小米15 Ultra配备了5410mAh电池，支持90W HyperCharge快充和80W无线快充，确保长时间使用的同时也能快速充电。而小米15则搭载5240mAh电池，支持同样的90W快充与50W无线快充。

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2025年2月27日晚，小米公司发布Xiaomi 15 Ultra，售价6499元起，预售已开启。3月3日下午，小米集团总裁卢伟冰在微博发文透露，小米15 Ultra中国市场正式开售，销量比上代同期增长超过50%；海外市场预售中，预售量比上代同期增长超过100%。小米15 Ultra于2月27日正式发布，并于3日早上10点正式开售。

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2025年3月4日，小米15 Ultra在欧洲起售价达到1499欧元（约11453元人民币），超过苹果最贵的机型iPhone 16 Pro Max。

卢伟冰表示：不同市场确实存在差异，这当中有关税和渠道成本的差异，所以肯定会不一样。“但整体来说，它在欧洲定价高于 iPhone 16 Pro Max，我认为背后还是小米的技术信心和底气。”

2025年3月5日消息，在巴塞罗那举行的世界移动通信大会（MWC 2025）上，小米15 Ultra手机荣获“Best in Show”大奖。

2025年3月6日，小米官网更新了小米 15 Ultra的维修备件价格。3月7日，小米宣布旗下小米 15 Ultra第二年碎屏保服务上线，4月1日前购买服务可享受249元的“半价优惠价格”，4月1日起第二年碎屏保服务定价调整为499元。用户在购买了碎屏保服务后，如果手机屏幕不慎损坏则可以进行免费更换。