Sachverhalt: A. A.a Mit Urteil vom 11. Oktober 2006 sprach das Bezirksgericht Zürich X._ des Raubes, des unvollendet versuchten Betrugs, des betrügerischen Missbrauchs einer Datenverarbeitungsanlage sowie des Hausfriedensbruchs schuldig. Es verurteilte ihn zu 3 Jahren Zuchthaus und ordnete eine ambulante strafvollzugsbegleitende Massnahme an (Art. 43 Ziff. 1 Abs. 1 aStGB). A.b Die Staatsanwaltschaft des Kantons Zürich und X._ appellierten im Strafpunkt. Mit Urteil vom 18. März 2008 erhöhte das Obergericht des Kantons Zürich die Freiheitsstrafe auf 3 1⁄2 Jahre. Für die Dauer des Strafvollzugs wurde eine ambulante Massnahme nach Art. 63 Abs. 1 StGB angeordnet. Das Obergericht lehnte es ab, den Strafvollzug im Sinne von Art. 63 Abs. 2 StGB zu Gunsten der ambulanten Behandlung aufzuschieben. A.c X._ erhob Beschwerde in Strafsachen beim Bundesgericht. Mit Urteil vom 7. Januar 2009 hiess dieses die Beschwerde teilweise gut, hob das Urteil des Obergerichts des Kantons Zürich vom 18. März 2008 auf und wies die Angelegenheit zur neuen Beurteilung an die Vorinstanz zurück. B. Das Obergericht des Kantons Zürich bestätigte mit Urteil vom 25. Juni 2009 im Ergebnis seinen Schuldspruch. Es bestrafte X._ mit einer Freiheitsstrafe von 3 1⁄2 Jahren und ordnete eine ambulante Massnahme nach Art. 63 Abs. 1 StGB während der Dauer des Strafvollzugs an. C. X._ führt Beschwerde beim Bundesgericht. Er beantragt, der angefochtene Entscheid sei aufzuheben, und die Sache sei im Sinne der Erwägungen zur Neubeurteilung und zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er beantragt ausserdem die Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung. D. Es wurden keine Vernehmlassungen eingeholt.