根據現有的傳聞以及小米3s安兔兔跑分曝光消息，該機將配有5.0英寸1080p分辨率觸控屏，內置2.5GHz驍龍801處理器，并擁有3GB內存和16GB的存儲容量，搭載的是Android4.4.2系統。

　　此外，小米3s會內置1300萬像素攝像頭，但該機會采用索尼新型傳感器，甚至有可能是索尼第四代背照式MX214傳感器。在拍照功能上，必然有明顯的升級。同時，小米3s前置鏡頭則會由過去的200萬像素大幅躍升至800萬像素，迎合了當前不少用戶都喜歡自拍的心理。

　　不過，來自安兔兔跑分數據信息顯示，擁有強悍配置的小米3s跑分僅為31432。這與高通MSM8974AC處理器普通成績有所出入，或許是因為當時只是測試機型，其系統優化尚未做好。