OnePlus One może się pochwalić 5,5-calowym wyświetlaczem LTPS o rozdzielczości Full HD (1920 x 1080 pikseli) od JDI Display oraz wydajnym, czterordzeniowym procesorem Snapdragon 801 MSM8974-AC o częstotliwości taktowania 2,5 GHz, za dostarczeniem którego stoi amerykański gigant Qualcomm. Za grafikę odpowiada w tym przypadku układ Adreno 330, któremu towarzyszą 3 GB pamięci operacyjnej RAM LPDDR3. Pamięć wewnętrzna uzależniona jest od wybranego przez użytkownika wariantu, i może wynieść 64 GB.

Godny uwagi jest zastosowany przez producenta aparat główny o matrycy 13 megapikseli z Sony Exmor IMX214, przysłoną f/2.0 oraz podwójną diodą doświetlającą LED, który umożliwia rejestrowanie materiałów wideo w rozdzielczości 4K. Na pokładzie OnePlus One znalazło się również miejsce dla 5-megapikselowej kamery frontowej, a także głośników stereo JBL. Konfigurację dopełniają: moduł Wi-Fi, Bluetooth, GPS z A-GPS i GLONASS, NFC, modem 4G LTE oraz akumulator o pojemności 3100 mAh. Całość o wymiarach 152.9 x 75.9 x 4.6-8.9 mm i wadze 162 gramów, pracuje pod kontrolą CyanogenMod 11S.