ディスクドライブはスロットイン方式を採用し、ディスクはソニーやパナソニックなどが提唱する、当時「次世代DVD」と呼ばれた第3世代光ディスク規格である「Blu-ray Disc（BD）」を採用した。容量8.5 GB（2層）のDVDに比べ、BDは大きい記録容量（25 GB/50 GBが開発済み）を持つため、ゲームが記録容量の制約を受けにくくなった。ゲームによってはDVDでも容量は足りるが、著作権保護などを考慮し、PSN配信作を除く全作品がBDを採用している。PS3はBD-ROMの他にBD-RとBD-RE(ver2.0)の読み出しも可能である。CPRM・AACSに対応、読み取り専用で書き込み不可である。2008年3月のシステムソフトウェア バージョン 2.20で、記録膜に有機色素を採用したLTHタイプBD-Rを正常認識するようになった[35]。BD-XLには非対応。PS2と比べ、DVDでも機能の進捗が見られ、CRPMや全ての素材のDVD±RW、DVD±Rに対応している。 セーブデータ保存にはHDD、メモリースティックの他、SDメモリーカードやコンパクトフラッシュなどのメディアを使用できる。またUSBマスストレージ規格に対応したストレージの接続も可能。その場合は2テラバイト（TB）が上限で、FAT32でフォーマット済みでないと認識しない（Game OS使用時）内蔵HDDは1.5テラバイトまでしか正常認識しない。また、内臓時計もPS2と同様ボタン電池で搭載している。さらに、CECHA/CECHBモデルはOSの根幹にかかわるデータをすべて内臓NANDフラッシュに保存するが、コスト削減のためCECHHモデル以降はOSデータ（10GB以上）もすべてHDD依存となり、HDD認識と最後のバージョンアップ履歴にかかわるデータ、DVD/Blu-ray/PS1用などのリージョンコードのみをPS3本体のフラッシュメモリで保存するようになった。
ストレージ
カードリーダー/ライター
60 GBモデル（CECHA**）では、本体にメモリースティック、SDメモリーカード、コンパクトフラッシュと3種類のカードスロットが搭載されていて、横置きの場合におけるBDドライブ左に位置するカバーが開くようになっている（搭載していないモデルでは、カバーはついているが開かない）。内部的にはUSB接続だが、PS3上ではSDカード（コンパクトフラッシュ、メモリースティック）のアイコンがXMB上に表示される。メモリースティックのスロットにはメモリースティックDuoもアダプターなしで差し込める。同様にSDメモリーカードのスロットにはminiSDもアダプターなしで差し込める。各スロットにはアクセスランプもある。
HDD
PS3におけるハードディスクドライブ（HDD）は一般的な9.5ミリメートル（mm）厚で5400 rpmの2.5インチシリアルATAである。PS2のようなオプション装備ではなく標準装備である。例外的に2012年に欧州のみでHDD非搭載で代わりに12 GBフラッシュメモリを内蔵した廉価モデルが発売された。市販の1.5 TBまでの2.5インチSATAのHDDに交換可能である[36]。
端子
HDMI端子
HDMI Ver.1.3a規格を搭載し、HDMIにて1080pに対応した製品は、PS3が初めてである[37]。さらにPS3ではHDMI Ver.1.3規格の中でもオプショナル機能であるDeep Color (12bit)、x.v.Color (xvYCC) をサポートしている。[注釈 11]また、HDCPは必須となる。HDMI接続では、映像と音声の完全なデジタル出力が一本のケーブルを繋ぐことで可能となった。接続するHDMIケーブルについては、HIGH-SPEED規格を推奨している。CDのアップサンプリング出力（176.4 kHz出力）やDSDディスク（またはSACD）のハイビット・ハイサンプリング出力する場合などにおいては必須である。なお、HDMIを接続した場合でもPAL規格のDVD映像（または、480iの映像）は再生できない。1920×1080/60pに対応した初めてのソフトは、ローンチタイトルの『リッジレーサー7』である。当初はHDMI端子の自動認識がなく、RCA端子等にて接続して設定する必要があったが、システムソフトウェア バージョン1.60からは、電源ボタンの長押しによるHDMI端子の自動認識に対応した。[注釈 12]システムソフトウェア バージョン1.80から、HDMI出力のみハードウェアスケーラ機能が使用できるようになり、PS/PS2/DVDビデオではこの機能を使うことで描画解像度は低いままで出力解像度を1920×1080iに「アップスケール」（アップコンバート再生）、つまり拡大して出力することができるようになっている。しかし、480pと720pのみに対応するPS3タイトルについてはD3端子（480i, 480p, 1080i）の解像度にしか対応していないテレビに出力する際、強制的にSD解像度（480p）で出力される問題は解消されていない（720pから1080iへのコンバートは行われない）。
USB端子
2個装備（日本ではCECHA00,B00のみ4個）。パソコンでも使われている通常のキーボード、マウスも接続して使用可能。