Saat ini, perangkat lain di pasaran tengah berlomba menawarkan smartphone dengan resolusi layar 2K. Namun, Sony melewatkannya dan menyematkan layar beresolusi 4K, 2160 x 3840 pixels, pada perangkat barunya ini. Dengan demikian, tentu saja Sony menjadi yang paling inovatif membawa layar 4K ke perangkat smartphone.

Melalui resolusi layar yang tinggi, tentu saja kualitas layar perangkat ini tak perlu diragukan lagi. Dengan kerapatan mencapai 806 ppi, layar Xperia Z5 Premium pun dilengkapi dengan panel IPS, multitouch 10 fingers, Scratch-resistant glass, dan oleophobic coating.