Lo Xiaomi 17 Ultra è il primo modello della serie Ultra ad avere un display piatto, pur continuando a seguire il linguaggio di design della serie Xiaomi 17. La cornice ultrasottile del display e la forma pulita e lineare conferiscono al dispositivo un aspetto più sottile. Con uno spessore di 8,29 mm, è il modello Ultra più sottile mai rilasciato da Xiaomi. I miglioramenti del design, come il telaio in lega di alluminio microcurvato, le curve più accentuate del corpo, il diametro ridotto del deco della fotocamera e il posizionamento più alto del modulo della fotocamera, contribuiscono a migliorare l'ergonomia e a creare una sensazione di maggiore equilibrio nella mano.