Sachverhalt: A. A._ (Beschwerdeführerin) ist seit 1987 Mieterin einer 2 1/2-Zimmerwohnung in der Liegenschaft B._ in Zürich. Der Mietzins beträgt derzeit Fr. 1'518.-- brutto pro Monat. Am 1. August 2006 erwarb die X._ AG (Beschwerdegegnerin) die genannte Liegenschaft. Mit amtlichem Formular vom 12. Juni 2007 kündigte die Beschwerdegegnerin der Beschwerdeführerin den Mietvertrag auf den 30. September 2009 mit der Begründung "Totalsanierung der Liegenschaft". B. Mit Eingabe vom 7. Juli 2007 focht die Beschwerdeführerin die Kündigung bei der Schlichtungsbehörde des Bezirkes Zürich an. Mit Beschluss vom 6. Dezember 2007 stellte die Schlichtungsbehörde die Gültigkeit der Kündigung fest. Die Beschwerdeführerin gelangte daraufhin an das Mietgericht des Bezirkes Zürich mit den Anträgen, die Kündigung vom 12. Juni 2007 als ungültig zu erklären, eventualiter das Mietverhältnis erstmals um drei Monate zu erstrecken. Am 9. September 2008 zog die Beschwerdeführerin das Kündigungsanfechtungsbegehren zurück, am Erstreckungsbegehren hielt sie fest. Mit Beschluss vom 24. September 2008 nahm das Mietgericht vom Rückzug der Anfechtung der Kündigung Vormerk. Mit Urteil gleichen Datums erstreckte es das Mietverhältnis definitiv um drei Monate bis 31. Dezember 2009. Dagegen erhob die Beschwerdeführerin Berufung an das Obergericht des Kantons Zürich und beantragte, das Mietverhältnis sei erstmalig um drei Monate bis 31. Dezember 2009 zu erstrecken. Mit Beschluss vom 27. Januar 2009 wies das Obergericht die Berufung ab und bestätigte das Urteil des Mietgerichts. Es erstreckte demgemäss das Mietverhältnis definitiv um drei Monate bis 31. Dezember 2009. C. Die Beschwerdeführerin beantragt mit Beschwerde in Zivilsachen, den Beschluss des Obergerichts vom 27. Januar 2009 aufzuheben und das Mietverhältnis erstmalig um drei Monate bis zum 31. Dezember 2009 zu erstrecken. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Die Beschwerdegegnerin schliesst auf Abweisung der Beschwerde, soweit darauf einzutreten sei. Die Vorinstanz verzichtete auf eine Vernehmlassung.