诞生于 3G/4G 网络更迭时期的 vivo X3 也有一系列衍生机型，譬如 4G 移动增强版的 vivo X3L（骁龙 400 处理器，2GB RAM，2360mAh 电池）、4G 电信增强版 X3V（配置与 X3L 相同）；以及处理器主频提升，后摄换为 1300 万像素的 X3s。
到了 X5 时期，vivo 抓住手机 K 歌这个新鲜事物的机会，推出了搭载高通骁龙 615 八核处理器的 vivo X5。
内存提升到了 2GB，5.0 英寸 1280×720 LCD 屏幕，前置 500 万像素，后置 1300 万像素，搭载 Cirrus Logic CS4398 Hi-Fi 芯片以及专业级卡拉 OK 数字环绕声信号处理芯片 YMMAHA YSS205X，2250mAh 电池，厚 6.3mm，重 141g。
这一时期，vivo、OPPO、金立争夺全球最薄智能手机的军备竞赛打得火热，先是金立接连推出 Elife S5.5、S5.1，将手机厚度推向 5mm 以内的竞争，后有 OPPO R5 致敬 Finder，以 4.85mm 的厚度问鼎 2014 年 12 月之前全球最薄智能手机。
