小米12S Ultra是163.17 ×74.92×9.06mm，225g重，只提供素皮后盖的经典黑、冷杉绿配色，不再有陶瓷版本。性能部分是台积电4nm工艺的新骁龙8 ，屏幕是和小米12 Pro/12S Pro同款的6.73英寸2K 120Hz LTPO三星E5 AMOLED微曲屏。
主摄首发真·卡片机级别的1英寸CMOS——索尼IMX989，5030万像素，1.6μm，支持Octa-PD对焦，传感器面积是iPhone 13 Pro Max（1/1.65"）的2.72倍。徕卡的8P非球面镜头，逐片涂墨的环烯烃镜片，F1.9，等效23mm，能覆盖整个传感器，不像索尼那样有公摊面积。
前置升级成3200W RGBW，而两颗IMX586副摄和小米11 Ultra维持一致，分别是等效13mm的超广角和等效120mm F4.1的5倍潜望长焦。4860mAh电池 67W有线 50W无线（澎湃P1充电芯片 提供更精确电量预测的G1电源管理芯片），4个徕卡滤镜 IP68 红外。
小米12S Ultra定价和前代一致，8 256版5999元，12 256版6499元，12 512版6999元。
另外一台升级较大的机器是小米12S。它在依然是6.28英寸小屏的情况下，主摄从IMX766升级成和小米12 Pro/12S Pro同款的IMX707，宣称模组价格贵了200多。取消了蓝色版本，新增白色和512GB版，定价比小米12发布价贵了300元。小米12S的8 128版3999元，8 256版4299元，12 256版4699元，12 512版5199元。
而小米12 Pro天玑版的争议就大点了。它在小米12 Pro的基础上，换成首发天玑9000 （真·超频版），砍了四扬声器、徕卡、120W快充和无线充，双副摄和小米12同款，只有AG玻璃的黑和蓝色版可选。定价比小米12S Pro低700元，8 128版3999元，12 256版4499元。
