Dalam hal performanya, kelebihan Xiaomi Mi4i dibekali prosesor Snapdragon 615 dengan clock speed Octa-Core ( Quad -Core 1,7 GHz Cortex-A53 & Quad-Core 1.0 GHz Cortex-A53) dan GPU Adreno 405 yang menghasilkan performa tangguh. Dengan spek prosesor yang cukup gahar,ponsel ini sangat cocok bagi para gamer.
Xiaomi Mi4i menggunakan OS Android Lollipop 5.0 dan menggunakan MIUI 6.
Untuk pengujian menggunakan Antutu Benchmark, Xiaomi Mi4i mendapatkan skor 40 ribuan (40228) pada mode Performance. Untuk hasil uji maksimal sebaiknya ponsel dalam keadaan fresh (restart), tidak panas, dan pada mode Performance.
Dari sisi RAM Xiaomi Mi4i didukung dengan kapasitas RAM 2GB. Untuk masalah penyimpanan Mi4i sudah disediakan kapasitas internal memory sebesar 16GB. Dari kapasitas sebesar 16GB ini hanya menyisakan sekitar 10GB yang bisa digunakan, sisanya dipakai untuk sistem. Dari sisi penyimpanan, kekurangan Xiaomi Mi4i yaitu tidak disediakan slot external memory (Micro SD). Salah satu alternatif untuk menggantikan Micro SD ini dengan memasang eksternal flashdisk karena Mi4i sudah support USB OTG.
