11型机车通用的零配件，并根据东风11型机车运用过程中发现的问题进行改进。主要改造部分包括，高低压电器柜、主整流柜均改用东风11型机车所用的型号；以32位微机控制系统取代了原来的电子控制装置，安装了由株洲南车时代电气公司研发、采用摩托罗拉MC68332微处理器为核心的LCS32型微机系统，并加设了多种传感器；以ZD106型牵引电机取代了试验性的ZD106S型牵引电机；传动齿轮比改为与东风11型机车相同；对司机室、辅助系统和全车电气线路、空气管路进行更新。改造完成后，东风9型机车的性能与东风11型机车基本相同