Xiaomi Mi 11 Ultra è il flagship della serie Mi 11: riprende quanto fatto sul modello "normale" spingendosi oltre per quanto riguarda il comparto fotografico. Lo smartphone dispone infatti di una tripla fotocamera posteriore con sensore principale Samsung S5KGN2 da 50 MP (OIS, 1/1,12″, pixel binning 4-in-1 e f/1.95), ultra-grandangolare Sony IMX586 da 48 MP (FoV 128° e f/2.2) e periscopico da 48 MP (OIS, apertura f/4.1, zoom ottico 5x, ibrido 10x e digitale fino a 120x); frontalmente troviamo invece un singolo sensore da 20 MP (f/2.2). I display sono due: il principale è un AMOLED da 6,81 pollici a risoluzione WQHD+ con refresh di 120 Hz, il secondario un AMOLED da 1,1 pollici da 126 x 294 pixel. Il cuore è il SoC Qualcomm Snapdragon 888, accompagnato da 12 GB di RAM LPDDR5 e da 256 GB di memoria interna UFS 3.1. La batteria è da 5000 mAh, con ricarica rapida a 67 W.