เพื่อป้องกันปัญหาความร้อนสูงที่เกิดขึ้นกับ Xperia Z3+ ซึ่งใช้ Snapdragon 810 ทำให้ Xperia Z5 สมาร์ทโฟนเรือธงตัวใหม่ของ Sony ที่เพิ่งเปิดตัวมานั้น แม้ว่าหน้าตาภายนอกจะไม่ต่างจากเดิมมาก แต่ภายในถูกแก้ไขมาเพื่อรองรับกับปัญหาความร้อนโดยเฉพาะ

แต่เดิมตั้งแต่ Sony เปิดตัว Xperia Z2 มา ก็มีผู้ใช้ไปแกะเครื่องและพบว่า Sony ใช้ท่อความร้อน (ฮีทไปป์) ในการช่วยระบายความร้อนออกจากชิปประมวลผล และในรุ่นล่าสุดอย่าง Xperia Z5 ก็ยังใช้ท่อความร้อนเหมือนเดิม แต่เบิ้ลเป็นสองท่อเพื่อให้สมกับความร้อนแรงที่ Snapdragon 810 ทำได้

เปิดตัวอย่างเป็นทางการแล้วสำหรับ Xperia Z5 สมาร์ทโฟนเรือธงปลายปีของ Sony ที่ไม่ได้มาแค่รุ่นเดียว แต่แพคมาถึงสามรุ่น สามขนาดหน้าจอ ทั้งรุ่นปกติ รุ่นเล็ก Compact และรุ่นหรู Premium

งานออกแบบของ Xperia Z5 ยังคงใช้รูปแบบเดิม แต่ปรับปุ่มเปิดเครื่องจากปุ่มวงกลมนูน กลายเป็นปุ่มวงรีราบไปกับตัวเครื่อง พร้อมใส่ฟีเจอร์สแกนลายนิ้วมือเข้ามา จุดเด่นต่อมาคือเซ็นเซอร์กล้องตัวใหม่ Exmor RS ที่ยังมีใช้กับ Xperia Z5 เท่านั้นในปัจจุบัน สามารถโฟกัสภาพได้เร็วสุดในตลาดเพียง 0.03 วินาที