三星GALAXY SⅡ的熱銷使得三星推出了升級版的三星GALAXY SⅡ HD LTE版，用上了更大的4.65英寸屏幕，保留了優秀的Super AMOLED plus屏幕材質，分辨率也還是480×800像素(WVGA)的水平。因為該屏幕不再使用Pentile像素排列方式，所以能將Super AMOLED的亮度優勢進一步發揮，雖然分辨率沒有提高，但足以讓大多數人無法感覺到顆粒的存在。除了屏幕之外，200萬像素的攝像頭和Home鍵都設計為比較不起眼的樣式，充分的尊重了用戶體驗。

三星GALAXY S2 HD LTE采用了高通的Snapdragon MSM8660處理器，雙核心構架，主頻為1.5GHz。三星在這款手機上沒有采用自家三星處理器，主要是該款手機為支持LTE網絡的4G手機，所以采用了高通的處理器。內存方面，三星GALAXY S2 HD采用了1GB RAM，在智能手機當中也是屬于頂級的配置了。