9月27日下午14点，小米公司在北京国家会议中心举行新品发布会，会上发布了包括小米电视3s、小米手机5s在内的多款新品。小米5s拥有四种机身配色，配备2.5D弧面玻璃。配置上包括了骁龙821处理器、定制高亮屏、4G+及全功能NFC、压感屏、高通QC 3.0技术和UFS 2.0闪存。搭载无孔式超声波指纹，相机方面小米5s搭载了后置1200万像素超感光相机（1/2.3英寸CMOS，单位像素1.55μm）。小米5s Plus则使用了5.7英寸屏幕。它使用了后置双1300万像素摄像头，并未突出面板，使用彩色+黑白双摄技术以提升画质细节。硬件上同样使用骁龙821处理器，支持4G+和全功能NFC。