索尼Xperia1II后置超广角镜头（16mm）+广角镜头（24mm）+长焦镜头（70mm）三摄镜头组和3Ditof传感器，镜头加入了蔡司光学工艺，蔡司镀膜涂层可减少光线反射的光污染，让画面对比度和清晰度呈现更加理想的状态。优秀的影像系统不能光看摄像头的数量，对焦性能更为重要，索尼将最拿手的实时眼部对焦功能运用到索尼Xperia1II上。
索尼Xperia1II前置摄像头为800万像素、后置主摄为1200万像素，虽然像素很低，但是你要知道拍照并非是像素越高越好，而是传感器。索尼Xperia1II配置的3Ditof传感器，可快速计算出相机与被摄对象间的距离，在许多苛刻拍摄场景中，能实现快速准确的自动对焦。
Xperia1II的相机系统移植了索尼微单相机A9的基因，在拍照上保有强劲的微单技术、蔡司镀膜，这可能也是这部手机最大的亮点。索尼Xperia1II最大的特点就是“摄影大师”和“电影大师”程序的加入了， “摄影大师”秉承了索尼微单一样的操控界面，犹如使用专业微单相机一样的操控。在专业化的操控界面上，可以选择自动或者手动控制ISO、快门速度、白平衡以及输出RAW格式等功能。
索尼Xperia1II的“摄影大师”操作界面移植了α系列相机的UI，在该模式下兼容BT.2020和10bit色彩HDR规格的图像处理，达到更为专业的现实效果。相机内提供了P档、S档和M档三种调节模式，并且对平衡线、ISO、眼部快门等功能实现可以在界面中直接调节，不用进入二级菜单来调整，功能设置想当方便。
三颗镜头可以直接在软件中更换，切换镜头的时候感受到一种仪式感。开启眼部对焦后不仅可以对焦人眼和动物眼睛，支持高达20fps每秒高速连拍，在多人物的场景下可以选择想要对焦的对象。非常适合运动场景下的高速抓拍，简直就是为抓拍而存在的。
索尼Xperia1II在逆光下拍摄的抗眩光表现出色，让画面有更大的宽容度，展现更好的高光细节。在光线较好的情况下拍摄，成像效果都十分理想，色彩也非常自然，没有过度修饰的失真感。在暗光环境下，提供了夜景模式，不过无法手动开启，这个模式主要通过AI来自行检测，成像较为柔和。
在视频拍摄上，索尼Xperia1II提供了4KHDR和24/120fps视频录制，是目前业界第一款支持4KHDR120fps慢动作拍摄的智能手机，摄录能力十分出众，内置的“电影大师”实现更为专业的视频录制体验。虽然对于一般人来说上手“电影大师”需要一定时间，对于专业人士来说可以借助软件的专业性制作出高品质的视频，这在手机中算是独树一帜。
