De OnePlus 15 in Infinite Black heeft 512GB opslag en 16GB werkgeheugen. Die opslag gebruik je voor apps, foto's, video's en downloads. Een geheugenkaart toevoegen kan niet, dus houd bij je keuze rekening met hoeveel bestanden je op het toestel wilt bewaren. Het 6,78 inch LTPO AMOLED-scherm heeft een resolutie van 2772 x 1272 pixels. De verversingssnelheid past zich normaal aan tussen 1 en 120Hz en kan bij gaming oplopen tot 165Hz.
De Snapdragon 8 Elite Gen 5 processor is gericht op veeleisende apps en mobiele games. Achterop zitten drie 50 megapixel camera's: een hoofdcamera, een ultragroothoekcamera en een telecamera met 3,5x optische zoom. De hoofd- en telecamera hebben optische beeldstabilisatie. Daarmee kun je zowel een breed beeld vastleggen als onderwerpen dichterbij halen. Voor video ondersteunt het toestel onder meer 4K tot 120 beelden per seconde en 8K tot 30 beelden per seconde. De frontcamera heeft 32 megapixel.
De accu heeft een capaciteit van 7300mAh. Bedraad laden kan tot 120W met een geschikte SUPERVOOC-lader; via USB-PD/PPS ondersteunt het toestel maximaal 55W. Draadloos laden via AIRVOOC kan tot 50W met een passende lader. Een voedingsadapter is niet inbegrepen, een USB-datakabel wel.
Het toestel is geïntroduceerd met OxygenOS 16 op basis van Android 16. OnePlus vermeldt beveiligingsondersteuning tot 13 november 2031, gerekend vanaf introductie en niet vanaf jouw aankoop. Twee nano-simslots en eSIM bieden keuze voor je mobiele verbinding. Wi-Fi 7, Bluetooth 6.0 en NFC zijn aanwezig. De IP68-classificatie geldt onder laboratoriumomstandigheden; slijtage kan de waterbestendigheid verminderen.