2005年，两台东风9型机车的走行公里数已到大修期，为了提高零部件的通用性、方便日常维护检修，东风9型机车通过返回戚墅堰机车车辆厂大修的机会，进行了较大范围的更新改造。除了柴油机、 转向架、主发电机及车体等重大部件仍利用原车部件，其余部分尽量采用与东风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