前代的一加2的要薄2.5公厘，不过长度仅比前代的短0.9公厘，宽度也仅比前代窄0.2公厘，荧幕尺寸维持在对角线5.5英吋（约139.7公厘），账面上连续三代的荧幕解析度维持在1920×1080，PPI仍然是401。荧幕玻璃採用目前业界常见的康宁第4代大猩猩玻璃，不过一加3与前代不同的是採用了三星的Optic-AMOLED触控式荧幕，是一加的首次，支援sRGB、DCI-P3色彩空间，然而由于使用PenTile画素排列，因此实际解析度并不足1080p的水准。一加3是一加科技首支只有64GB存储空间容量可选的