10 月 29 日晚，小米召开新品发布会，小米 15 系列手机重磅登场。
外观方面，小米 15 采用6.36 英寸 2670×1200 分辨率的居中单挖孔 OLED 柔性直屏，实现了1.38mm 极窄四等边，边框比上代缩窄 20%，比 iPhone 16 Pro 更窄。它采用四曲包裹式金属中框，一体化 3D 冷雕火山口相机模组，提供丁香紫、浅草绿、白色、黑色 4 个常规配色，还有独特的亮银版、钻石限定版和丰富的定制版。亮银版采用 3D 热弯玻璃和铝金属高亮工艺，lab 色坐标管控多种基材打造一致的亮银效果；钻石限定版则拥有星光顶相机模组、鳄鱼皮纹理（环保科纳皮）及中框镶嵌的培育钻石，提供冰川白、大象灰、橙色 3 种配色。定制版提供 20 种颜色、2 种高亮中框（亮银色或亮黑色），组合下来有 40 种搭配。其机身三围为 152.3×71.2×厚约 8.08mm，重约 191g，手感舒适，且镜头下端离机身下缘有 10cm，方便单手操作。
屏幕上，全新 M9 发光材料带来全局 DC 调光和小米龙晶玻璃 1.0 盖板，支持 1-120Hz LTPO 刷新率，最高可达 3200nit 的峰值亮度，还支持全屏 AOD 锁屏，色彩更纯正，可视角度更高。
性能强劲，首发搭载骁龙 8 至尊版芯片，采用台积电第二代 3nm N3E 制程工艺，架构为 2+6，超大核是 2 颗主频 4.32GHz 的超级内核，性能核由 6 颗 3.53GHz 内核组成，取消了能效核。官方宣称 CPU 单核性能提升 40%，多核性能提升 42%，GPU 峰值性能较骁龙 8 Gen3 提升 44%，CPU 同性能功耗下降 44%，GPU 总体峰值性能提升 40%，功耗降低 40%，光追性能提升 35%。
影像表现出色，前置 32MP，后置徕卡三摄，分别为 50MP 主摄（光影猎人 900，有 OIS）、50MP 超广角（三星 JN1）、50MP 60mm 2.6x 浮动长焦（有 OIS，三星 JN5 传感器），支持实况照片，是首个支持在微博发布实况照片的安卓手机。
续航方面，小米 15 配备 5400mAh 金沙江电池，小米澎湃 P3 智能快充芯片、澎湃 G1 电池管理芯片，支持 90W 有线充、50W 无线充。其能量密度高达 850Wh/L，在模拟重载使用场景下，续航表现超越 iPhone 16 Pro。
其他配置也很丰富，如立体双扬、X 轴马达、小米澎湃 T1S 通信芯片、红外遥控、NFC、双频 GPS、USB3.2 Gen1 5Gbps 等，还首发预装澎湃 OS 2 等。该系统自研微架构调度器，使 CPU 空转时长降低 19%、高负载场景 IPC 提升 16%、关键线程最大调度延时降低 46%。AI 技术成为一大看点，升级后的超级小爱具备自主理解感知、规划和记忆等能力，可记录屏幕中的信息，与智能家居产品相连通还能实现自动关闭电视等功能。
价格上，小米 15 的 12GB+256GB 版本售价 4499 元，12GB+512GB 版本售价 4799 元，16GB+512GB 版本售价 4999 元，16GB+1TB 版本 5499 元；亮银版各版本分别贵 200 元；钻石限定版的 16GB+1TB 版售价 5999 元；定制版的 16+512GB 版售价 4999 元。
