Berjalan pada sistem operasi Android 5.1 Lollipop, Idol 3 juga dipersenjatai chipset Qualcomm Snapdragon 410, dengan prosesor Quad Core berkecepatan 1.2 GHz. Melalui adanya prosesor ini, tentu saja Idol 3 mampu menjalankan berbagai macam aplikasi, browser, maupun fitur lainnya dengan kinerja yang cepat.

Kemudian, smartphone ini juga dilengkapi dukungan RAM 1.5 GB yang cukup handal untuk mengerjakan multitasking, GPU dari Adreno 306, serta dua varian internal storage berkapasitas 8 dan 16 GB, yang keduanya dapat diekspansi melalui slot microSD 64 GB.