Sebuah rumor dari akhir Agustus mengklaim bahwa Samsung akan melengkapi Galaxy S27 Ultra dengan kamera telephoto baru yang memiliki zoom optik 4x dan sensor tipe 1/1,9". Sumber lain menyangkal ini, menyatakan bahwa akan mempertahankan telephoto zoom optik 5x yang sama seperti pendahulunya.

Menurut Roland Quandt, Galaxy S27 Ultra akan menggunakan kamera telephoto 50MP dengan zoom optik 5x dan sensor Sony, yang menyiratkan bahwa ini adalah kamera yang sama yang terlihat di Galaxy S26 Ultra. Quandt juga mencatat bahwa kamera ultra-wide akan memiliki resolusi 50MP, cocok dengan S26 Ultra.

Flagship yang akan datang akan menampilkan kamera selfie 16MP dengan autofokus, sebuah perubahan dari kamera selfie 12MP S26 Ultra. Diperkirakan Samsung Galaxy S27 Ultra akan menampilkan panel OLED M16 yang baru diperkenalkan dan didukung oleh chipset Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro di beberapa pasar, meskipun rumor menunjukkan Exynos 2700 mungkin ditawarkan di pasar lain.