Xiaomi SU7 Ultra memiliki dimensi yang mengesankan, dengan panjang 4.997 mm, lebar 1.963 mm, dan tinggi 1.455 mm. Jarak sumbu roda mencapai 3.000 mm, menjadikannya sejajar dengan kategori sedan listrik menengah hingga besar. Dalam konfigurasi optimasi lintasan, kendaraan ini memiliki berat sekitar 2.205 kilogram dengan koefisien hambatan yang terbilang rendah, yaitu 0,195. Desain aerodinamis ini berkontribusi pada performanya yang mengesankan di lintasan.
Kendaraan listrik ini mampu berakselerasi dari 0 hingga 100 km/jam hanya dalam waktu 1,98 detik, dengan kecepatan maksimal mencapai 350 km/jam. Untuk meningkatkan performa, SU7 Ultra menggunakan sistem rem keramik karbon dan sasis yang telah dikalibrasi melalui pengujian berat di sirkuit terkenal, Nürburgring. Dengan tenaga yang berasal dari baterai CATL Qilin II berkapasitas 93,7 kWh, yang beroperasi pada tegangan 897 volt, kendaraan ini memiliki jangkauan tempuh berperingkat CLTC hingga 630 km, menjadikannya salah satu sedan listrik yang paling efisien di pasaran.
Berkaitan dengan performa di lintasan, Xiaomi mengumumkan pada tanggal 26 Juni bahwa prototipe SU7 Ultra berhasil mencetak waktu luar biasa di Nürburgring Nordschleife, mencatatkan satu putaran hanya dalam 6 menit 22,091 detik, menjadikannya sebagai mobil tercepat ketiga di rekord sirkuit tersebut. Versi produksi massal dengan tambahan "Track Professional Package" juga berhasil menyelesaikan putaran yang sama dalam waktu 7 menit 4,957 detik, menandai catatan sebagai putaran tercepat oleh sedan listrik produksi saat itu.
