小米SU7 Ultra的设计围绕巅峰性能展开，在小米SU7 Max的基础上，小米SU7 Ultra加入了空气动力学套件，车身尺寸进一步加大，来到了5115*1970*1465mm，轴距3000mm。车头加入超大尺寸前铲和气坝，搭配U型风刀，有效增加车辆前部下压力。进气格栅开口进一步加大，散热面积增大10%。尾部新增主动尾部扩散器，两挡自适应调节，兼顾风阻与下压力，日常行驶低能耗；同时新增碳纤维固定式大尾翼，尾翼翼展达到1560mm，弦长240mm，高速行驶时带来可观的下压力。得益于全新的空气动力学设计，小米SU7 Ultra最大下压力可达285kg，媲美超跑级车型。
小米SU7 Ultra还大量运用了碳纤维材料，1.7m²的碳纤维车顶，带来11kg减重，有效实现轻量化。全车满配共21处使用碳纤维，总使用面积达到5.5m²。同时，小米SU7 Ultra全系标配24K金碳纤维车标，黑金搭配，每个细节都精雕细琢，低调蕴藏奢华，静谧中暗藏力量。
小米SU7 Ultra配备全新运动座椅，座椅主动侧翼支撑功能大幅升级，响应速度更快，支撑面积更大，激烈驾驶时提供更好的身体支撑。方向盘进行了全新设计，采用上下平面的赛车风格，材质升级为碳纤维，手握处包覆Alcantara®️超细纤维面料，手不容易打滑；方向盘12点方向加入黄色回中标识，激烈操控时更好地帮助判断方向盘指向。
小米SU7 Ultra全车内饰广泛使用意大利Alcantara®️超细纤维面料，总包覆面积超过5m²。座椅接触面、方向盘手握处、IP台中缝、门板内侧等都采用Alcantara®️超细纤维面料包覆，驾驶氛围更沉浸。
小米SU7 Ultra采用内饰全新配色，大胆热烈的明黄（黄/黑双色）内饰、炫酷的黑/黄双色内饰、低调有内涵黑/红双色内饰。座椅前排配备座椅通风，新增座椅按摩、双排增加石墨烯加热。
小米SU7 Ultra全新升级电动前备箱，支持手机、小爱同学语音操控，同时新增实体按键操控。此外，新增双50W手机无线充电、外后视镜增加了自动防眩目、BSD盲区监测灯、前排遮阳板化妆镜色温亮度三挡可调，为用户带来更舒适的豪华体验。
小米SU7 Ultra作为巅峰驾驶机器，搭载与原型车完全相同的动力系统，最大马力达到1548PS，0-100km/h加速最快仅需1.98s（不含起步时间），全球量产四门车第一，0-200km/h加速最快仅需5.86s；最高时速350km/h，全球量产四门车第一。
小米SU7 Ultra搭载与原型车相同的超级三电机系统——两台V8s电机和一台V6s电机。这是小米自研的超级电机V8s首次正式量产上车。超级电机V8s最高转速可以达到27200rpm，是目前转速最高、性能最强的量产主驱电机之一。
电池方面，小米SU7 Ultra采用原型车同款赛道级高功率电池包，全球首发宁德时代麒麟II。这是目前性能最强的量产电池包之一，最大放电倍率16C，最大放电功率达到1330kW；电量仅剩20%时，放电功率依然可达800kW。最高充电倍率5.2C，10%-80%充电只需11分钟。CLTC续航里程最高可达630km，高性能、长续航兼得。
电动车想要拥有持久稳定的高性能，还需要超强的系统散热能力。小米SU7 Ultra全方位升级了散热系统，压缩机、水泵、散热风扇、散热器性能都得到大幅提升，每分钟最大散热量达到2.7*10⁶J，为普通电车散热能力的3倍。
小米SU7 Ultra配备顶级制动系统，包括碳陶瓷制动盘、高性能固定卡钳、高性能制动片，100km/h-0制动距离仅需30.8m，180km/h-0制动测试连续10次不衰减。
作为一款可合法上路的四门“赛车”，小米SU7 Ultra原厂就能下赛道。悬架方面，小米SU7 Ultra采用双腔空气弹簧，搭配高性能阻尼可变减振器，提供更大的弹簧刚度和阻尼调节范围，标准模式更舒适，运动模式更运动。
如有更极致赛道需求的用户，可选择竞速套装，包含倍适登®️EVO R for Ultra绞牙减振器、ENDLESS®️高性能制动片、倍耐力®️P ZERO™️第五代高性能轮胎、额外标配一套倍耐力®️P ZERO™️TROFEO RS 半热熔轮胎、21英寸U型锻造轮毂、碳纤维后轮眉、1.7㎡碳纤维车顶等顶级专业装备。