Điểm nổi bật nhất trên dòng flagship này là cụm camera hợp tác sản xuất với hãng ống kính Zeiss. Vivo X80 trang bị ba camera sau, gồm camera chính Sony IMX866 (f/1,75) hỗ trợ OIS, camera siêu rộng 12 megapixel và camera tele 2x 12 megapixel.
X80 Pro mang hệ thống bốn camera sau. Camera 50 megapixel có cảm biến GNV Ultra-Sensing với tính năng ổn định hình ảnh quang học OIS; ống góc rộng 48 megapixel, chân dung Gimbal 12 megapixel, camera kính tiềm vọng 8 megapixel; máy ảnh trước 32 megapixel. Chân dung Gimbal là nâng cấp trong thế hệ này nhằm cải thiện chất lượng video và duy trì độ ổn định hình ảnh.
