Trotz des riesigen Displays und der reichhaltigen Ausstattung baut das HTC Velocity 4G mit Abmessungen von 12,9 x 6,7 x 1,12 cm (L x B x T) sehr schmal und bringt mit dem 1.620 mAh Akku 163 Gramm auf die Waage. Neben dem 1,5 GHz Dualcore-Prozessor hat HTC dem 4G-Superphone 1 GB an Arbeitsspeicher und 16 GB an internem Speicher, einen digitalen Kompass sowie Gyro-, Beschleunigungs- und Annäherungssensor spendiert. Die 8MP-Kamera hat eine Weitwinkellinse mit einer f/2.2-Blende sowie einen hintergrundbeleuchteten Sensor für Aufnahmen bei schwierigen Lichtverhältnissen und zwei LED-Blitzlichter. Das HTC Velocity 4G kann Videos in HD-Qualität (720p) aufzeichnen und in die Cloud hochladen. Darüber hinaus sind ein HDMI-Port, Micro-SD-Karten-Einschub, Bluetooth 3.0 und an der Vorderseite eine 1,3 Megapixel-Kamera für Videotelefonie verbaut. Als Betriebssystem kommt Android in Version 2.3.7 mit Sense 3.5 zum Einsatz.