Huawei trang bị cho smartphone của mình chip xử lý 8 nhân Kirin 659 do chính họ sản xuất. Chip này có 4 nhân tốc độ 2,36 GHz dùng để xử lý các tác vụ hay chơi game nặng, còn 4 nhân tốc độ 1,7 GHz dành cho tác vụ cơ bản hay các game nhẹ, đồng thời giảm tiêu hao pin tốt hơn. Chip đồ họa của máy là Mali-T830, máy có dung lượng RAM 4 GB và bộ nhớ trong 64 GB – đây là mức trang bị chung cho các smartphone tầm trung hiện nay.
Mặc dù cấu hình không có thay đổi so với đàn em Nova 2i, Nova 3e có điểm đo hiệu năng tốt hơn khi đo bằng các phần mềm Benchmark phổ biến hiện nay là Antutu và Geekbench. Với Antutu, Nova 3e đạt được 88.460 điểm, trong đó điểm CPU, GPU lần lượt là 41.371 và 13.127. Điểm số này nằm ở mức cao khi so với các model tầm trung hiện nay. Nova 3e cũng có điểm trải nghiệm người dùng và điểm bộ nhớ lần lượt là 24.072 và 9.890 điểm.
Khi dùng ứng dụng Geekbench 4 để test, máy đạt 935 điểm đơn nhân và 3.723 điểm đa nhân. Điểm đa nhân của máy đạt mức cao khi gần bằng các model cao cấp trước đây, thậm chí điểm đồ họa còn vượt trội hơn khi đạt 3.063 điểm. Việc đạt điểm số cao vậy một phần là nhờ Nova 3e chạy hệ điều hành Android 8 cùng giao diện EMUI 8.0 mới nhất. Huawei đã sắp xếp lại phần cài đặt hệ thống theo nhóm đơn giản và dễ sử dụng hơn.
Trải nghiệm thực tế với các ứng dụng và game cơ bản như Facebook, Youtube, Temple Run…, máy vào ứng dụng nhanh và mượt. Thậm chí khi mở hai ứng dụng cùng lúc với tính năng chia đôi màn hình, máy vẫn hoạt động mượt và không bị nóng khi sử dụng trong thời gian dài.
Thử nghiệm với các game nặng và game online đang hot hiện nay như PUG Mobile, Asphalt 8, máy vẫn có khả năng chơi ở mức thiết lập cấu hình cao nhất. Nhưng với game có mức chuyển cảnh nhiều như Asphalt 8, Nova 3e sẽ bị lag nhẹ. Khi chuyển về mức thiết lập đồ họa thấp hơn, máy hoạt động mượt mà. Còn với PUG Mobile, Nova 3e chơi tốt ở mức cấu hình Medium mặc định sẵn của máy. Đặc biệt khi chơi trong thời gian dài, máy cũng không nóng do CPU chỉ hoạt động khoảng 20% công suất.
Với các tác vụ cơ bản trên, khi thử nghiệm ở độ sáng màn hình 50% cùng với kết nối Wi-Fi, dung lượng pin sụt khoảng 12% còn với 4G máy sử dụng nhiều pin hơn lên đến 18%. Còn khi sử dụng để chơi game, máy sẽ sử dụng từ 15 đến 20% cho mỗi giờ chơi game, tùy vào kết nối 4G hay Wi-Fi. Với mức tiêu thụ này, Nova 3e hoàn toàn có thể đáp ứng được việc sử dụng liên tục trong vòng 6 đến 8 giờ, đây là mức khá tốt khi mà máy chỉ được trang bị pin dung lượng 3.000 mAh và có màn hình gần 6 inch độ phân giải Full HD.
Mặc dù chip xử lý không quá nổi bật, Nova 3e vẫn đáp ứng tốt nhu cầu của người dùng, đặc biệt là khả năng chơi game.