Sercem nowego modelu został procesor Qualcomm Snapdragon 808 współpracujący z 2 bądź 3 GB pamięci RAM. Główne podzespoły są mocne, ale uwagę zwracają inne elementy. Producent postawił na sensor fotograficzny Sony IMX230 o rozdzielczości aż 21 Mpix. Aparat wspomaga podwójna dioda LED, a także autofocus i HDR.

Aparat nie tylko robi świetne zdjęcia, ale też kręci filmy w jakości 4K. Głośniki smartfona obsługują między innymi technologię Dolby Atmos. Konstrukcja korzysta też z trzech wzmacniaczy Texas Instruments OPA1612 oraz Sabre9018C2M DAC.

Producent zaimplementował 32 bądź 63 GB pamięci wewnętrznej oraz z czytnik kart pamięci microSD. Przednia kamera dostała sensor 8 Mpix. Na liście wyposażenia znalazły się także czytnik linii papilarnych oraz Dual SIM i LTE. Akumulator z systemem szybkiego ładowania ma pojemność 3600 mAh. Lenovo Vibe X3 ma kosztować 400-470 dolarów.