Parmi les nombreuses caractéristiques du Xperia 1 V, c’est le système d’appareil photo de haute qualité qui se distingue le plus. Les améliorations apportées à ce téléphone phare de cinquième génération se situent au niveau de la technologie du capteur, qui intègre le nouveau capteur « Exmor T pour mobile », un dispositif empilé avec des couches de transistors et de photodiodes séparées. La taille du capteur a été multipliée par 1,7, ce qui permet de réduire considérablement les niveaux de bruit et d’élargir la plage dynamique, pour que les photos de nuit atteignent un niveau supérieur. L’appareil photo principal de 24 mm de Sony est complété par un appareil photo ultra-large avec une longueur de mise au point de 16 mm et un appareil photo à zoom optique avec une plage étendue de 85 à 125 mm. Les superbes prouesses photographiques et la flexibilité du Xperia 1 V sont renforcées par son image large au format 21:9, son écran OLED HDR à résolution 4K, son tout dernier processeur Snapdragon et sa puissante batterie de 5 000 mAh.
