小米手机3是北京小米科技有限公司于2013年9月5日下午2点在北京国家会议中心举行新品发布会发布的3周年手机产品，是小米数字系列的第三代手机，起售价格1999元。

2013年9月5日下午2点，北京小米科技有限公司发布小米手机3。

2014年1月3日，小米手机3联通版16GB在小米手机官网首发预约中。

2014年7月28日，IUNI OS将已开启适配小米3联通版、电信版和移动版的公测。

2014年5月19日，北京小米科技有限公司在马来西亚首都吉隆坡举行新闻发布会，宣布小米手机3正式进入马来西亚市场，并将于5月20日起对外销售。

小米手机3应用塑料材质，机身侧边加入弧线型设计，与前两代的圆润机身有着很大的区别。小米手机3共有七款颜色：雅黑色、星空灰色、纯白色、明黄色、玫红色、宝蓝色和动感绿色。

小米手机3高度：144毫米；宽度：73.6毫米；厚度：8.1毫米；重量：145克 。

小米手机3中国联通和电信版本采用高通骁龙800处理器，采用高通处理器架构 -Krait400，运行能力是Krait300的136%，整体性能较骁龙600提升40%。28纳米高性能移动制程（HPm），结合异步多核节电技术，可智能分配每个核芯的任务，减少散热与能耗。

小米手机3中国移动版本采用NVIDIA Tegra 4处理器，使用全Cortex-A15架构四核处理器，性能是A9架构的240%，Tegra 4实现多项大幅改进：每秒可进行1150亿次浮点运算，超越iPad4近25%。优化web基础结构，网页浏览能力甚至较Tegra3提升160%。

小米手机3联通版支持硬件级手机Photoshop功能。

小米手机3配备200万像素背照式前置摄像头，拥有30毫米大广角，同样距离能拍下更多人的合影。可智能识别被拍者年龄，根据不同年龄采取不同的美颜方案。

小米手机3显示精度比小米手机2提高28%。屏幕采用康宁大猩猩二代玻璃，可见划痕减少40%，结构强度提高40%。

小米手机3连接功能可应用于NFC支付、刷公交卡、打印照片、分享文件，以及双频WiFi。

2014年6月16日，小米公司通过官网对外宣布，小米手机3（16GB）暑促特价1499元。

2014年5月20日，小米手机3在马来西亚售价为889马来西亚林吉特，约合人民币1715元。

2014年4月28日，小米公司宣布小米手机3降价至1699元，香港、台湾以及新加坡同步调价。