Sachverhalt: A. X._ (geb. 1957) ist Staatsangehörige der Ukraine und reiste anfangs April 2006 in die Schweiz ein. Am 19. April 2006 heiratete sie den Schweizer Staatsangehörigen Z._ (geb. 1949), worauf ihr die Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich eine Aufenthaltsbewilligung erteilte. Im Sommer 2006 reiste ihr Sohn Y._ (geb. 1992), der aus einer früheren Beziehung stammt und ebenfalls ukrainischer Staatsangehöriger ist, in die Schweiz ein. Das Migrationsamt erteilte ihm eine Aufenthaltsbewilligung zum Verbleib bei der Mutter. Die Aufenthaltsbewilligungen wurden letztmals bis zum 18. April 2008 verlängert. Das eheliche Zusammenleben zwischen X._ und Z._ wurde spätestens im Oktober 2008 aufgegeben, weshalb die Sicherheitsdirektion die Gesuche von X._ und Y._ vom 26. Februar 2008 um Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung mit Entscheid vom 7. November 2008 abwies. Die Sicherheitsdirektion erwog, mit der Aufgabe der ehelichen Gemeinschaft sei der Anspruch auf Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung erloschen. Da die eheliche Gemeinschaft weniger als drei Jahre gedauert habe, sei über den weiteren Aufenthalt nach freiem Ermessen zu entscheiden. Es liege keine massgebliche Integration vor, die zu berücksichtigen sei, und die Rückkehr in die Ukraine sei für X._ zumutbar, womit auch die Grundlage für eine Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung für Y._ entfalle. Hiergegen rekurrierten X._ und Y._ erfolglos beim Regierungsrat des Kantons Zürich. Eine beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich eingereichte Beschwerde wurde von diesem mit Urteil vom 29. Juli 2009 abgewiesen. B. Mit Eingabe vom 31. August 2009 erhebt X._ Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beim Bundesgericht. Sie beantragt sinngemäss die Aufhebung des vorinstanzlichen Urteils ("Ich und mein Sohn ersuchen Sie, unsere Beschwerde gutzuheissen und uns zu ermöglichen, in der Schweiz zu bleiben"). C. Der Regierungsrat des Kantons Zürich - vertreten durch seine Staatskanzlei - und das Bundesamt für Migration schliessen auf Abweisung der Beschwerde, während das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich auf eine Vernehmlassung verzichtet. Die Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich hat sich nicht geäussert. D. Mit Verfügung vom 14. September 2009 hat der Präsident der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung des Bundesgerichts der Beschwerde antragsgemäss die aufschiebende Wirkung zuerkannt.