Đây là smartphone đầu tiên trên thế giới được trang bị màn hình 4K.
Sony Xperia Z5 Premium có khung viền được làm từ kim loại, 2 bề mặt phủ kính chống thấm dầu. Máy được trang bị màn hình IPS kích thước 5,5 inch, độ phân giải 4K (3.840x2.160 pixel), mật điểm điểm ảnh của nó lên tới 801 ppi. Xperia Z5 Premium có 3 tùy chọn màu sắc gồm vàng, đen và xám.