Faits:
A. X._, ressortissant camerounais né en 1981 (ci-après: l'intéressé) est entré en Suisse le 3 octobre 2002 et a déposé une demande d'asile. Par décision du 16 octobre 2002, l'Office fédéral des réfugiés (aujourd'hui, Office fédéral des migrations) a rejeté cette demande et prononcé le renvoi de l'intéressé. Cette décision a été confirmée par arrêt du 7 décembre 2002 de la Commission de recours en matière d'asile.
Par décision du 25 septembre 2003, l'Office fédéral des migrations a prononcé une interdiction d'entrée en Suisse valable jusqu'au 24 septembre 2005.
Le 12 octobre 2004, l'intéressé a épousé Y._ ressortissante suisse. Le couple n'a pas eu d'enfant.
Le 14 janvier 2005, l'Office fédéral des migrations a annulé l'interdiction d'entrée en Suisse prononcée le 25 septembre 2003. Par décision du 7 février 2005, le Service de la population du canton de Vaud (ci-après: le Service cantonal de la population) a mis l'intéressé au bénéfice d'une autorisation de séjour pour regroupement familial.
Le 21 août 2007, le Service cantonal de la population a appris que les époux ne vivaient plus ensemble. Il ressort d'un rapport de police que l'intéressé se plaignait de la violence de son épouse à son égard. Cette dernière a confirmé avoir proféré des cris à son encontre et l'avoir giflé une seule fois en raison de difficultés de communication que connaissait le couple. Le divorce des époux X._ a été prononcé le 4 juillet 2008. Le 7 juillet 2008, le Service cantonal de la population a informé l'intéressé qu'il envisageait de révoquer son autorisation de séjour et lui a donné la possibilité de déposer des observations.
B. Par décision du 3 décembre 2008, le Service cantonal de la population a refusé de prolonger l'autorisation de séjour de l'intéressé.
Par mémoire du 24 décembre 2008, ce dernier a déposé un recours contre la décision rendue le 3 décembre 2008 auprès du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal).
C. Par arrêt du 24 juin 2009, le Tribunal cantonal a rejeté le recours, sans entendre l'intéressé en audience. La vie commune des époux ayant cessé en août 2007, l'union conjugale au sens de l'art. 50 al. 1 let. a de la loi fédérale du 16 décembre 2005 sur les étrangers (LEtr ou loi sur les étrangers; RS 142.20) n'avait pas duré trois ans. La question de savoir s'il fallait qualifier les cris et la gifle de violence conjugale pouvait rester ouverte, du moment que la réintégration sociale de l'intéressé, jeune et en bonne santé, dans son pays d'origine, où toute sa famille résidait, n'était pas fortement compromise.
D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, X._ demande au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, de réformer l'arrêt rendu le 24 juin 2009 par le Tribunal cantonal du canton de Vaud en ce sens que son autorisation de séjour est renouvelée. Il dépose en outre une demande d'assistance judiciaire totale ou, à tout le moins, partielle.
Le 14 juillet 2009, la mandataire de l'intéressé a adressé un courrier au Tribunal fédéral pour préciser que les époux avaient vécu séparément dès le 20 août 2007 mais que des contacts réguliers avaient perduré entre eux jusqu'à la fin de l'année, de sorte que l'on devait considérer que l'union conjugale avait duré plus de trois ans.
Le Service cantonal de la population conclut au rejet du recours. Le Tribunal cantonal renonce à déposer des observations.
E. Par ordonnance du 21 juillet 2009, le Président de la IIe Cour de droit public a admis la requête d'effet suspensif déposée par l'intéressé.
F. Le 3 août 2009, l'intéressé a adressé au Tribunal fédéral un courrier de son ex-épouse.
Considérant en droit:
1. La loi sur les étrangers est entrée en vigueur le 1er janvier 2008 (RO 2007 5487). En vertu de l'art. 126 al. 1 LEtr, les demandes déposées avant cette date sont régies par l'ancien droit. Le début de la procédure de révocation de l'autorisation de séjour du recourant remonte au 7 juillet 2008. La présente cause est par conséquent régie par la loi sur les étrangers.
2. 2.1 Selon l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, le recours en matière de droit public est irrecevable contre les décisions en matière de droit des étrangers qui concernent une autorisation à laquelle ni le droit fédéral ni le droit international ne donnent droit.
2.1.1 Selon l'art. 42 al. 1 LEtr, le conjoint d'un ressortissant suisse a droit à l'octroi d'une autorisation de séjour et à la prolongation de sa durée de validité à condition de vivre en ménage commun avec lui. Le divorce ayant été prononcé le 4 juillet 2008, le recourant ne peut pas se prévaloir d'un droit à une autorisation de séjour fondée sur l'art. 42 al. 1 LEtr.
2.1.2 Selon l'art. 50 al. 1 LEtr, après la dissolution de la famille, le droit du conjoint à l'octroi d'une autorisation de séjour et à la prolongation de sa durée de validité en vertu de l'art. 42 LEtr subsiste lorsque l'union conjugale a duré au moins trois ans et que l'intégration est réussie (let. a) ou lorsque la poursuite du séjour en Suisse s'impose pour des raisons personnelles majeures (let. b). Le recourant soutient qu'il a vécu plus de trois ans en union conjugale et que la poursuite de son séjour s'impose également pour des raisons personnelles majeures, ce que le Tribunal cantonal n'a pas admis. En pareilles circonstances, il convient d'admettre un droit, sous l'angle de l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, permettant au recourant de former un recours en matière de droit public. Le point de savoir si c'est à juste titre que les juges cantonaux ont nié l'existence d'une union conjugale d'une durée supérieure à trois ans ou de raisons personnelles majeures au sens de l'art. 50 al. 1 LEtr ressortit au fond et non à la recevabilité (arrêt 2C_416/2009 du 8 septembre 2009, consid. 2.1.2 et les références citées).
2.2 Au surplus, dirigé contre un arrêt rendu en dernière instance cantonale par un tribunal supérieur (art. 86 al. 1 let. d et al. 2 LTF), le recours a été déposé en temps utile (art. 100 al. 1 LTF) et dans les formes prescrites (art. 42 LTF) par le destinataire de l'acte attaqué qui a un intérêt digne de protection à son annulation ou à sa modification (art. 89 al. 1 LTF).
3. 3.1 Saisi d'un recours en matière de droit public, le Tribunal fédéral examine librement la violation du droit fédéral (cf. art. 95 let. a et 106 al. 1 LTF), sous réserve des exigences de motivation figurant à l'art. 106 al. 2 LTF. Il y procède en se fondant sur les faits constatés par l'autorité précédente (cf. art. 105 al. 1 LTF). Le recours ne peut critiquer les constatations de fait que si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte, autrement dit arbitraire, ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF, et si la correction du vice est susceptible d'influer sur le sort de la cause (art. 97 al. 1 LTF). Enfin, aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (art. 99 al. 1 LTF).
3.2 En l'espèce, le recourant soutient, dans un courrier daté du 14 juillet 2009, qu'il aurait maintenu des relations avec son ex-épouse au-delà du mois d'août 2007, de sorte que l'union conjugale aurait duré plus de trois ans. A l'appui de ces faits, il a adressé le 3 août 2009 au Tribunal fédéral un courrier de son ex-épouse datant du 27 juillet 2009. Il s'agit d'une preuve et de faits nouveaux. Ils sont par conséquent irrecevables. Fondée sur ces faits et preuves, sa conclusion tendant à la prolongation de séjour en application de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr l'est par conséquent également.
Les pièces tendant à prouver son degré d'intégration en Suisse, qui ont été annexées à son mémoire de recours, sont également nouvelles et par conséquent irrecevables. La production de ces pièces ne résulte nullement de l'arrêt attaqué. En effet, ayant été invité à s'exprimer sur le refus de prolonger son autorisation de séjour avant qu'il ne soit prononcé, le recourant devait produire ces pièces à ce moment-là.
4. 4.1 L'art. 50 al. 1 LEtr prévoit, on l'a vu, qu'après la dissolution de la famille, le droit du conjoint à l'octroi d'une autorisation de séjour et à la prolongation de sa durée de validité en vertu de l'art. 42 LEtr subsiste lorsque l'union conjugale a duré au moins trois ans et que l'intégration est réussie (let. a) ou lorsque la poursuite du séjour en Suisse s'impose pour des raisons personnelles majeures (let. b).
Selon l'art. 50 al. 2 LEtr, repris par l'art. 77 al. 2 de l'ordonnance du 24 octobre 2007 relative à l'admission, au séjour et à l'exercice d'une activité lucrative (OASA) pour les cas prévus par l'art. 44 LEtr, les raisons personnelles majeures visées à l'alinéa 1, let. b, sont notamment données lorsque le conjoint est victime de violence conjugale et que la réintégration sociale dans le pays de provenance semble fortement compromise.
4.2 Dans l'arrêt attaqué, le Tribunal cantonal n'a pas qualifié les cris et la seule gifle subis par le recourant de la part de son ex-conjoint de "violence conjugale". Il a estimé qu'il pouvait laisser cette question ouverte du moment qu'il jugeait non réalisée la deuxième condition énoncée par l'art. 50 al. 2 LEtr. Ce faisant, il a implicitement considéré que l'art. 50 al. 2 LEtr comprenait des conditions cumulatives, ce qu'il convient d'examiner d'office (cf. consid. 3.1 ci-dessus).
5. 5.1 D'après le message du 8 mars 2002 concernant la loi sur les étrangers,
"en cas de dissolution du mariage, il importe d'éviter que le retrait du droit au séjour ne cause un cas individuel d'une extrême gravité" [..]. Pour éviter des cas de rigueur, le droit de séjour du conjoint et des enfants sera maintenu même après la dissolution du mariage ou du ménage commun, lorsque des motifs personnels graves exigent la poursuite du séjour en Suisse. La poursuite du séjour en Suisse peut s'imposer lorsque le conjoint demeurant en Suisse est décédé ou lorsque la réinsertion familiale et sociale dans le pays d'origine s'avère particulièrement difficile en raison de l'échec du mariage. Il convient toutefois de bien prendre en considération les circonstances qui ont conduit à la dissolution de l'union conjugale. S'il est établi que l'on ne peut exiger plus longtemps de la personne admise dans le cadre du regroupement familial qu'elle poursuive la relation conjugale, dès lors que cette situation risque de la perturber gravement, il importe d'en tenir compte dans la décision. En revanche, rien ne devrait s'opposer à un retour lorsque le séjour en Suisse a été de courte durée, que les personnes n'ont pas établi de liens étroits avec la Suisse et que leur réintégration dans le pays d'origine ne pose aucun problème particulier. Il importe d'examiner individuellement les circonstances" (FF 2002 3511 s.).
5.2 Durant les débats devant le Conseil national, le Conseiller fédéral Blocher a fait remarquer que la majorité de la Commission avait proposé une rédaction différente de celle du Conseil fédéral en donnant un exemple de ce qu'il fallait entendre par raisons personnelles majeures, en ajoutant "lorsque le conjoint est victime de violence conjugale et la réintégration sociale dans le pays de provenance semble fortement compromise". M. Blocher a néanmoins rappelé que cela n'excluait pas d'autres raisons personnelles (BO 2004 CN 1064). Certains parlementaires ont souhaité que l'étranger puisse rester en Suisse après la dissolution du mariage sans condition (interventions Vermot, Thanei, BO 2004 CN 1062 s.). D'autres ont souhaité formuler cette disposition sur un mode potestatif (proposition Wasserfallen, BO 2004 CN 1061). Ces interventions et propositions n'ont pas été suivies.
Dans son intervention, G. Pfister qualifie la proposition de la majorité de la Commission de "bonne solution intermédiaire" affirmant que la majorité a "concrétisé la notion de raisons personnelles majeures" en précisant par exemple qu'il faut être en présence de violences conjugales ou ("oder") de réintégration fortement compromise et rappelle que la loi utilise le terme "notamment" pour laisser aux autorités une certaine liberté d'appréciation humanitaire (intervention Gerhard Pfister, BO 2004 CN 1064). Au vote, le texte présenté par la majorité a été adopté (BO 2004 CN 1065). Le Conseil des Etats s'est rangé sans débat à la proposition de la majorité qui correspond au texte légal tel qu'il est entré en vigueur (BO 2005 CE 310).
5.3 Au vu de ce qui précède, l'art. 50 al. 1 let. b et 2 LEtr a pour vocation d'éviter les cas de rigueur ou d'extrême gravité qui peuvent être provoqués notamment par la violence conjugale, le décès du conjoint ou des difficultés de réintégration dans le pays d'origine. Sur ce point, l'art. 50 al. 1 let. b et al. 2 LEtr n'est pas exhaustif (cf. le terme "notamment") et laisse aux autorités une certaine liberté d'appréciation humanitaire (cf. arrêt 2C_216/2009 du 20 août 2009, consid. 2.1). La violence conjugale ou la réintégration fortement compromise dans le pays d'origine peuvent revêtir une importance et un poids différents dans cette appréciation et suffire isolément à admettre des raisons personnelles majeures. S'agissant de la violence conjugale, il faut toutefois qu'il soit établi que l'on ne peut exiger plus longtemps de la personne admise dans le cadre du regroupement familial qu'elle poursuive l'union conjugale, parce que cette situation risque de la perturber gravement. La violence conjugale doit par conséquent revêtir une certaine intensité. De même, la réintégration dans le pays d'origine ne constitue une raison personnelle majeure que lorsqu'elle semble fortement compromise. Toutefois, selon la lettre de l'art. 50 al. 2 LEtr, lorsque violence conjugale et réintégration compromise dans le pays d'origine ainsi définies sont réunies, les raisons personnelles majeures qui permettent de maintenir le droit de séjour du conjoint et des enfants lors de la dissolution de la famille doivent être admises. Il s'agit bien là d'un cas de rigueur.
En résumé, selon les circonstances et au regard de leur gravité, violence conjugale et réintégration fortement compromise peuvent chacune constituer une raison personnelle majeure. Lorsqu'elles se conjuguent, elles imposent en revanche le maintien du droit de séjour du conjoint et des enfants.
5.4 Les faits retenus par le Tribunal cantonal dans l'arrêt attaqué permettent d'affirmer que le recourant a été victime de violence conjugale. Il n'est toutefois pas établi que, dans son intensité, cette violence risquait de le perturber gravement. Au surplus, c'est à bon droit que la réintégration sociale du recourant dans son pays d'origine ne pouvait être considérée comme fortement compromise. Ce dernier est en effet arrivé en Suisse à l'âge de 21 ans. Il y a séjourné environ 6 ans. Il est aujourd'hui âgé de moins de trente ans et en bonne santé. Selon les faits retenus par le Tribunal cantonal, il n'a pas d'attaches particulières en Suisse. En revanche, toute sa famille réside encore au Cameroun.
Dans ces circonstances, en jugeant que le recourant ne pouvait se prévaloir de l'art. 50 al. 1 let. b LEtr pour obtenir une prolongation de son autorisation de séjour, le Tribunal cantonal a respecté le droit fédéral.
6. Les considérants qui précèdent conduisent au rejet du recours, dans la mesure où il est recevable. Le recours était dénué de chances de succès, de sorte que la requête d'assistance judiciaire doit être rejetée (cf. art. 64 al. 1 et 2 LTF a contrario). Succombant, le recourant doit supporter un émolument judiciaire réduit (art. 66 al. 1, 1ère phrase LTF) et n'a pas droit à des dépens.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté, dans la mesure où il est recevable.
2. La requête d'assistance judiciaire est rejetée.
3. Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué au mandataire du recourant, au Service de la population et à la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud, ainsi qu'à l'Office fédéral des migrations.
Lausanne, le 4 novembre 2009
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Müller Dubey