小米13 Ultra于2023年4月18日发布，并于2023年4月21日开始销售。

该机型在影像配置上进行了大幅提升，搭载徕卡Summicron镜头，配备全焦段徕卡光学四摄和一英寸可变光圈，提供多种焦距的拍摄能力，最高支持10倍光学变焦以及120倍数码变焦，是小米长焦技术的代表作品，它还配备了2K专业超色准屏幕、高通骁龙第二代旗舰处理器、大容量电池以及快速充电技术，整体性能强劲。

小米13Ultra不仅在硬件配置上进行了提升，更在屏幕和影像系统等方面做出了重大创新，它采用了与华星光电联合研发的顶级国产2K LTPO屏幕，拥有2600尼特峰值亮度，显示效果出众，影像方面则与徕卡合作深入，推出了“双长焦，六焦段”的摄影方案，并引入了专业街拍模式等特色功能，这些升级使得小米13 Ultra成为当时市场上备受关注的高端手机之一。