SU7 Ultra được phát triển dựa trên nguyên mẫu của chiếc SU7 nhưng được làm hoàn toàn bằng carbon để giảm trọng lượng. Ngoài ra, xe được trang bị 3 động cơ điện, gồm hai động cơ V8s và một động cơ V6, sản sinh công suất tối đa đến 1.548 mã lực.
Động cơ V8s do Xiaomi phát triển có tốc độ quay tối đa lên tới 27.200 vòng/phút, công suất lên tới 578 mã lực và mô-men xoắn cực đại 635 Nm.
Cung cấp sức mạnh cho Xiaomi SU7 Ultra là hệ thống pin công suất cao Qilin 2.0 của CATL chuyên dùng cho đua xe, với công suất tối đa 1330 kW. Ngay cả ở mức 20%, pin vẫn có thể xả 880 kW công suất. SU7 Ultra hỗ trợ tốc độ sạc 5,2C, nghĩa là pin xe có thể sạc lại trong vòng chưa đầy 12 phút.
Xiaomi SU7 Ultra có khả năng tăng tốc từ 0-100km/h chỉ 1,97 giây, từ 0-200km/h trong 5,97 giây trước khi đạt tốc độ tối đa 350km/h. Xe chỉ nặng dưới 1.900 kg.
Về hệ thống phanh, xe được trang bị kẹp phanh hiệu suất cao AP Racing dành riêng cho xe đua, gồm kẹp phanh 6 piston ở phía trước và phía sau, cùng má phanh có khả năng chịu được nhiệt độ làm việc trên 800 độ.
Ngoài ra, Xiaomi sử dụng công nghệ động cơ đảo ngược để hồi phục năng lượng phanh và cung cấp lực phanh phục hồi đạt 0,6G.
Thiết kế của Xiaomi SU7 Ultra khác biệt đáng kể so với SU7 tiêu chuẩn. Xe có cánh gió sau bằng sợi carbon lớn tạo ra lực ép xuống đường. Phần còn lại cũng được sửa đổi để có cấu trúc khí động học hơn, bao gồm việc bổ sung thêm hai lỗ thông gió lớn phía trước và mở rộng bộ chia gió trước và cánh gió bên.
Xiaomi hiện chỉ bán Xiaomi SU7 tiêu chuẩn tại Trung Quốc. Xiaomi SU7 phiên bản Ultra chưa được sản xuất thương mại.
Vào tháng 10 tới, Xiaomi đặt kỳ vọng chiếc SU7 Ultra sẽ lập kỷ lục mới trong phân khúc sedan thuần điện tại đường đua Nurburgring. Để làm được điều này, mẫu xe điện Trung Quốc phải hoàn thành vòng đua, vượt qua con số 7 phút 07,55 giây của Porsche Taycan Turbo GT hiện tại.