在2024广州车展上，小米SU7 Ultra正式公开亮相，新车预售81.49万，计划2025年3月正式上市。此次，小米SU7 Ultra原型车也来到了本届车展，该车在纽博格林北环赛道的圈速为6分46秒874，小米SU7 Ultra搭载与原型车相同的双V8s+V6s三电机全轮驱动系统，输出功率可以达到1548马力。

小米SU7 Ultra的整体造型与小米SU7相似度较高，但采用了黄色车漆和深色赛道拉花，辨识度非常高。采用U形轮毂造型，配备了碳陶瓷制动盘和阿基波罗的制动卡钳（前六后四）。车身尺寸方面，新车长宽高分别为5115/1970/1465mm，轴距为3000mm，除了轴距与小米SU7一致，其余尺寸均有升级。尾部配备了碳纤维扰流板，下方配备全新的后包围和扩散器。

内饰也采用了黄色+黑色的配色，增加了更多的碳纤维与Alcantara材质搭配，取消了全景天窗，车机采用高通骁龙8295芯片，使用Xiaomi hyperOS系统。新车还将配备Xiaomi Pilot智驾，2颗Orin X智驾芯片，算力508TOPS。

动力方面，小米SU7 Ultra量产版采用双V8s+V6s三电机全轮驱动系统，V8电机输出功率达到1548马力，0-100km/h加速用时1.98秒，0-200km/h加速用时5.86秒，0-400m加速9.23秒，最高时速也将超过350km/h。车辆CLTC续航里程为620km，电耗为16.5kWh/100km，最小转弯直径11.7m，制动距离30.8米。5.2C最大充电倍率，897V高压架构，11分钟完成10%-80%快充。新车还配备三电机扭矩矢量控制系统，实现每秒500次的电机扭矩控制，电机扭矩调节0-90%仅需15ms。赛道模式可实时圈速显示，支持外放声浪。