Sachverhalt:
A. Die Pensionskasse der Y._ (vormals Personalvorsorgestiftung der Y._ AG; Beschwerdegegnerin) als Vermieterin schloss mit X._ (Beschwerdeführer) und seiner Ehefrau als Mieter im Februar 1990 einen Mietvertrag über eine 5-Zimmerwohnung an der A._strasse in Frauenfeld. Der aktuelle monatliche Bruttomietzins beträgt Fr. 1'320.--. Die Beschwerdegegnerin kündigte das Mietverhältnis im September 2008 per Ende März 2009 wegen fehlender Rücksichtnahme gegenüber Mitbewohnern.
B. Der Beschwerdeführer und seine Ehefrau fochten die Kündigung bei der Schlichtungsbehörde der Stadt Frauenfeld an und verlangten die Erstreckung des Mietverhältnisses. Die Schlichtungsbehörde wies sowohl die Anfechtung der Kündigung als auch das Erstreckungsbegehren ab. Der Beschwerdeführer und seine Ehefrau reichten im Dezember 2008 beim Bezirksgericht Frauenfeld Klage ein und beantragten eine einmalige Erstreckung des Mietverhältnisses bis 31. März 2011. Die Ehefrau des Beschwerdeführers verstarb im Januar 2009, worauf das Bezirksgericht am 25. Februar 2009 die Streitsache mit Bezug auf die Ehefrau zufolge Gegenstandslosigkeit abschrieb. Gleichzeitig erstreckte es das Mietverhältnis bis 30. Juni 2009 mit der Begründung, dies rechtfertige sich einzig wegen des Todes der Ehefrau des Beschwerdeführers.
Mit Berufung beantragte der Beschwerdeführer beim Obergericht des Kantons Thurgau eine einmalige Erstreckung des Mietverhältnisses bis 30. Juni 2010. Auch das Obergericht erstreckte das Mietverhältnis wie schon das Bezirksgericht einmalig bis 30. Juni 2009.
C. Mit Beschwerde in Zivilsachen beantragt der Beschwerdeführer dem Bundesgericht, den Entscheid des Obergerichts aufzuheben und das Mietverhältnis einmalig und definitiv bis 30. Juni 2010 zu erstrecken. Das Bundesgericht erteilte der Beschwerde auf Antrag des Beschwerdeführers aufschiebende Wirkung.
Die Beschwerdegegnerin und die Vorinstanz beantragen, die Beschwerde abzuweisen.

Erwägungen:
1. In mietrechtlichen Fällen beträgt der Streitwert für die Zulässigkeit der Beschwerde in Zivilsachen Fr. 15'000.-- (<ref-law>). Dabei sind die Begehren massgebend, die vor der Vorinstanz streitig geblieben sind (<ref-law>). Bezieht sich die Streitigkeit auf die Erstreckung des Mietverhältnisses, entspricht der Streitwert dem Bruttomietzins, der für die Dauer der strittigen Erstreckung geschuldet ist. Hat der Mieter jedoch bereits eine faktische Erstreckung erhalten, weil das Verfahren über die von den Gerichten gewährte Erstreckung hinaus andauert, bestimmt sich der Streitwert nach der Restdauer des Mietverhältnisses, die zum Zeitpunkt vom letztinstanzlichen kantonalen Entscheid an noch verbleibt (Urteil 4A_318/2008 vom 11. November 2008 E. 1, nicht publiziert in <ref-ruling>; <ref-ruling> E. 1 S. 407 f.; <ref-ruling> E. 1 S. 352). Wann Beschwerde beim Bundesgericht erhoben wird bzw. wann das Bundesgericht entscheidet, ist somit für die Berechnung des Streitwerts entgegen der Ansicht der Beschwerdegegnerin nicht massgebend. Die Vorinstanz bestätigte am 9. Juli 2009 die Erstreckung des Mietverhältnisses bis 30. Juni 2009, während der Beschwerdeführer vor Obergericht eine Erstreckung bis 30. Juni 2010 verlangte. Angesichts des Mietzinses von monatlich Fr. 1'320.-- überschreiten die vor der Vorinstanz streitig gebliebenen Begehren (<ref-law>) somit den erforderlichen Streitwert von Fr. 15'000.--.
2. Der Beschwerdeführer rügt im Wesentlichen, die Vorinstanz habe hinsichtlich der Erstreckung des Mietverhältnisses das Ermessen bei der Interessenabwägung überschritten und <ref-law> in Verbindung mit <ref-law> mehrfach verletzt.
2.1 Nach <ref-law> kann der Mieter die Erstreckung des Mietverhältnisses verlangen, wenn die Beendigung der Miete für ihn oder seine Familie eine Härte zur Folge hätte, die durch die Interessen des Vermieters nicht zu rechtfertigen wären. Bei der Interessenabwägung berücksichtigt die zuständige Behörde nach Absatz 2 dieser Bestimmung insbesondere die Umstände des Vertragsschlusses und den Inhalt des Vertrags (lit. a), die Dauer des Mietverhältnisses (lit. b), die persönlichen, familiären und wirtschaftlichen Verhältnisse der Parteien und deren Verhalten (lit. c), einen allfälligen Eigenbedarf des Vermieters für sich, nahe Verwandte oder Verschwägerte sowie die Dringlichkeit des Bedarfs (lit. d) und überdies die Verhältnisse auf dem örtlichen Markt für Wohn- und Geschäftsräume (lit. e). Die Bestimmungen über die Erstreckung der Mietverhältnisse bezwecken, die Folgen der Vertragsauflösung für die Mietpartei zu mildern, indem ihr mehr Zeit für die mit der Auflösung des Mietverhältnisses erforderliche Neuorientierung gelassen wird (<ref-ruling> E. 3b S. 448). Der Entscheid über die Dauer der Erstreckung beruht auf richterlichem Ermessen. Derartige Ermessensentscheide überprüft das Bundesgericht an sich frei. Es übt dabei aber Zurückhaltung und schreitet nur ein, wenn die Vorinstanz grundlos von in Lehre und Rechtsprechung anerkannten Grundsätzen abgewichen ist, wenn sie Tatsachen berücksichtigt hat, die für den Entscheid im Einzelfall keine Rolle hätten spielen dürfen, oder wenn sie umgekehrt Umstände ausser Betracht gelassen hat, die zwingend hätten beachtet werden müssen. Ausserdem greift das Bundesgericht in Ermessensentscheide ein, falls sich diese als offensichtlich unbillig, als in stossender Weise ungerecht erweisen (<ref-ruling> E. 2 S. 123 f.; <ref-ruling> E. 4b S. 230; je mit Hinweisen).
2.2 Unbestritten ist, dass der Beschwerdeführer nach dem Tod seiner Ehefrau im Januar 2009 und dem Wegzug seines Sohns nach Winterthur alleine in der Wohnung lebt. Zwei weitere Kinder wohnen ebenfalls in Frauenfeld. Der Beschwerdeführer bezieht Fr. 3'000.-- netto aus der ihm zustehenden IV-Rente sowie den Ergänzungsleistungen; über Vermögen verfügt er nicht. Es sind zudem Betreibungen gegen ihn hängig. Der Beschwerdeführer erhielt während des Mietverhältnisses mehrere Reklamationsschreiben seitens der Liegenschaftsverwaltung, deren Vorhaltungen er bestreitet. Vor diesem Hintergrund erwog die Vorinstanz, der Tod der Ehefrau des Beschwerdeführers sowie allenfalls auch die lange Dauer des Mietverhältnisses von 19 Jahren würden für eine Erstreckung des Mietverhältnisses bis 30. Juni 2009 sprechen. Härtegründe, die eine Erstreckung bis 30. Juni 2010 rechtfertigen würden, seien nicht gegeben: Ob der Beschwerdeführer an Depressionen leide, wodurch die Wohnungssuche wesentlich erschwert sei, könne dahin gestellt bleiben, da aufgrund der Familienverhältnisse erwartet werden könne, dass ihm seine Kinder bei der Wohnungssuche helfen; zudem würde er bei der Suche auch vom Sozialamt unterstützt. Es möge zutreffen, dass der Beschwerdeführer als IV-Rentner und mit einem auf "-xx" endenden Namen allenfalls mehr Zeit als andere Wohnungssuchende benötige, aber seit der Kündigung seien ihm rund zehn Monate zur Verfügung gestanden, was ausreichend sei. Der Beschwerdeführer habe Faktoren wie insbesondere einen angespannten Wohnungsmarkt im Raum Frauenfeld, auf dem Personen mit bestimmten ausländischen Namen oft geringere Erfolgschancen hätten, nicht ausreichend dargetan. Dass er für sich als Einzelperson eine Wohnung suche, dürfte die bei einzelnen Vermietern allenfalls vorhandene Befürchtung, Personen mit einem solchen Namen würden aufgrund ihrer familiären Situation mehr Schwierigkeiten verursachen, vermindern. Die Einkünfte des Beschwerdeführers würden die Wohnungssuche nicht erschweren. In der Region Frauenfeld sowie in der Stadt Winterthur bestünde ein ausreichendes Angebot an 1- bis 4-Zimmerwohnungen in der Preisklasse um Fr. 1'000.-- pro Monat; gemäss einem Ausdruck einer Seite des Internetsuchdiensts "Immoscout24" seien Ende Dezember 2008 allein in Frauenfeld von 15 rund 7 Objekte im Preisrahmen von Fr. 670.-- bis Fr. 1'050.-- monatlich zu mieten gewesen. Der Beschwerdeführer könne keine ausreichenden Suchbemühungen vorweisen, da er bloss 3 1/2- bis 4-Zimmerwohnungen in Frauenfeld suche, während in die Suche aufgrund der konkreten Verhältnisse (Tod seiner Ehefrau, Auszug seines Sohnes) auch 2- bis 3-Zimmerwohnungen einzubeziehen seien. Es sei dem Beschwerdeführer überdies durchaus zumutbar, seine Suchbemühungen auf die Umgebung von Frauenfeld sowie die Stadt Winterthur auszudehnen, wo sein Sohn wohne. Zwischen Winterthur und Frauenfeld bzw. zwischen Frauenfeld und der Umgebung bestünde ein gut ausgebautes und erschwingliches Angebot an öffentlichen Verkehrsmitteln, das es dem Beschwerdeführer ermögliche, seine Verwandten und Freunde in Frauenfeld jederzeit unkompliziert zu besuchen.
2.3 Der Beschwerdeführer macht geltend, seine Ortsverbundenheit müsse zu einer zusätzlichen Erstreckung führen. Er habe sein ganzes Leben in der Schweiz in Frauenfeld verbracht und habe Familie in Frauenfeld; er sei auf schnelle soziale Kontaktaufnahme angewiesen. Der Beschwerdeführer setzt sich jedoch nicht mit der Erwägung auseinander, wonach es ihm von der Umgebung von Frauenfeld oder der Stadt Winterthur aus, wo sein Sohn hingezogen ist, angesichts des gut ausgebauten öffentlichen Verkehrsnetzes nicht zumutbar sein soll, Frauenfeld zu erreichen bzw. dort ansässige Verwandte und Freunde zu besuchen. Damit gelingt es dem Beschwerdeführer nicht, darzulegen, dass die Vorinstanz ihr Ermessen überschritten hat.
2.4 Der Beschwerdeführer bringt vor, es hätten ihm nicht zehn Monate für die Wohnungssuche zur Verfügung gestanden, da im Herbst noch keine Wohnangebote für den Frühling bestanden hätten und ihn die Vermieterin nicht vorzeitig aus dem Mietverhältnis entlassen hätte, falls er frühzeitig ein Ersatzangebot gefunden hätte. Faktisch seien ihm lediglich drei Monate (April bis Juni 2009) für die Wohnungssuche eingeräumt worden, was insbesondere angesichts seines ausländischen Namens eine sehr kurze Zeit sei. Der Beschwerdeführer zeigt nicht auf, prozesskonform vor den kantonalen Instanzen behauptet zu haben, dass die Vermieterin nicht bereit gewesen wäre, ihn vorzeitig aus dem Mietverhältnis zu entlassen. Sein Vorbringen ist somit neu und unzulässig (<ref-law>). Damit stösst auch sein Argument, im Herbst hätten keine Angebote für den Frühling bestanden, ins Leere, und es trifft nicht zu, dass ihm nur drei Monate für die Wohnungssuche zur Verfügung standen.
2.5 Der Beschwerdeführer macht geltend, es sei gerichtsnotorisch, dass ein auf "-xx" endender Name bei der Wohnungssuche hinderlich sei, was die Vorinstanz nicht gebührend gewichtet habe. Die Vorinstanz hat Schwierigkeiten aufgrund des Namens des Beschwerdeführers berücksichtigt. Der Beschwerdeführer zeigt nicht auf, entgegen der Feststellung der Vorinstanz besondere Faktoren wie einen angespannten Wohnungsmarkt im Raum Frauenfeld, auf dem Personen mit bestimmten ausländischen Namen oft geringere Erfolgschancen hätten, dargetan zu haben. Er behauptet nur, eine konkrete Diskriminierung aufgrund des Namens könne kaum nachgewiesen werden. Daraus folgt aber nicht, dass er eine angespannte Situation auf dem Wohnungsmarkt nicht hätte nachweisen können. Diesbezüglich erachtete die Vorinstanz die Vorbringen des Beschwerdeführers als ungenügend. Zudem ist entgegen der Auffassung des Beschwerdeführers die Annahme der Vorinstanz nicht zu beanstanden, Vermieter hätten bei Familien grössere Schwierigkeiten (insbesondere Nachbarschaftskonflikte) als bei Einzelpersonen zu befürchten.
2.6 Der Beschwerdeführer macht geltend, aufgrund seiner Einkommensverhältnisse in Verbindung mit den übrigen Umständen hätte er keines der auf "Immoscout24" aufgeführten Objekte in Frauenfeld erhalten. Tatsächlich sei es ihm auch nicht gelungen, ein Mietobjekt zu finden. Das Angebot müsse bei seinen Rahmenbedingungen um ein Vielfaches höher sein. Der Beschwerdeführer setzt sich nicht hinreichend mit der Erwägung der Vorinstanz auseinander, dass er die Suchbemühungen auf die Umgebung von Frauenfeld und die Stadt Winterthur hätte ausdehnen können. Damit wäre das Wohnungsangebot um ein Vielfaches höher gewesen. Auch insoweit gelingt es dem Beschwerdeführer nicht, eine Ermessensüberschreitung der Vorinstanz auszuweisen.
2.7 Bezüglich der Betreibungen, die gegen den Beschwerdeführer bestehen, ist zu beachten, dass Betreibungen den Mieter zwar bei der Wohnungssuche behindern, die Erstreckung aber nichts an den Einträgen ändert (vgl. HIGI, Zürcher Kommentar, 1996, N. 174 zu <ref-law> mit Hinweisen). Der Beschwerdeführer behauptet auch nicht, die Betreibungen seien ungerechtfertigt oder er hätte die Ausstände in nächster Zeit bezahlen können.
2.8 Soweit sich der Beschwerdeführer gegen den Vorwurf der ungenügenden Suchbemühungen wendet, setzt er sich nicht hinreichend mit dem angefochtenen Entscheid auseinander und zeigt wiederum nicht auf, inwiefern es ihm trotz des gut ausgebauten öffentlichen Verkehrsnetzes nicht zumutbar sein soll, in der Umgebung von Frauenfeld oder in der Stadt Winterthur eine Wohnung zu suchen. Zudem zeigt der Beschwerdeführer nicht auf, bereits vor der Vorinstanz behauptet zu haben, auf eine grössere Wohnung angewiesen zu sein, um seine Kinder zu beherbergen, wenn diese auf Besuch kämen oder wegen der benötigten Pflege seiner Person dort übernachten müssten. Dieses Vorbringen ist somit neu und nicht zu hören (<ref-law>). Damit ist es bundesrechtskonform, wenn die Vorinstanz zum Schluss kam, der Beschwerdeführer müsse auch 2- bis 3-Zimmerwohnungen in seine Suche einbeziehen. Daraus, dass er bis anhin kein Ersatzobjekt gefunden hat, kann er aufgrund der ungenügenden Suchbemühungen nichts zu seinen Gunsten ableiten.
3. Die Vorinstanz stellte gestützt auf diverse Reklamationsbriefe fest, der Hausfrieden zwischen dem Beschwerdeführer und den Mitmietern sei durch die Anwesenheit seiner Familie stark gestört worden. Selbst wenn Härtegründe bestünden, wäre eine Erstreckung bis 30. Juni 2010 nicht gerechtfertigt. Das Interesse der Beschwerdegegnerin, den Hausfrieden in der Liegenschaft A._strasse aufrechtzuerhalten, würde unverhältnismässig stark eingeschränkt, da ausschliesslich der Auszug des Beschwerdeführers die Situation zu entspannen vermöge. Der Auszug des Sohnes des Beschwerdeführers, der angeblicher Auslöser der Zwistigkeiten gewesen sei, und der Tod der Ehefrau vermöchten daran nichts zu ändern, da bei einem stark gestörten Nachbarschaftsverhältnis die Fronten im Allgemeinen derart verhärtet seien, dass die anderen Mieter kaum genau unterscheiden würden, welches Familienmitglied im Einzelnen Auslöser der Zwistigkeiten gewesen sei. Unerheblich sei, ob einige Mitmieter den Beschwerdeführer unterstützten, da auch dies nichts daran ändere, dass dieser mit anderen Mietern stark zerstritten sei.
3.1 Der Beschwerdeführer bestreitet nach wie vor, dass er mit mehreren Mitmietern zerstritten sein soll und rügt, die Vorinstanz habe <ref-law> i.V.m. <ref-law> verletzt, indem sie ihm verwehrt habe, den verlangten Gegenbeweis in Form der Befragung der Mitbewohner anzutreten. Der Beschwerdeführer verweist diesbezüglich auf seine kantonale Berufung, in der er wiederum auf seine Klage verweist. In der Klage führte er aus, es gebe etliche ehemalige Mitmieter, die bestätigten, mit der Familie X._ immer ein gutes Einvernehmen gehabt zu haben, jedoch nicht unbedingt mit dem Hauswart. Er behauptete überdies, mit den gegenwärtigen Mietern würde kein gestörtes Verhältnis vorliegen. Neben fünf Stellungnahmen ehemaliger Mieter legte er einen Auszug aus dem Telefonbuch betreffend die A._strasse bei und führte die dort ansässigen Mieter mit Ausnahme des Hauswarts als Zeugen auf. Der Beschwerdeführer gibt in der Beschwerde zu, dass zu diesem ein Spannungsverhältnis bestehe.
3.2 Zwar ist es problematisch, wenn die Vorinstanz auf frühere Reklamationsschreiben abstellt und die aktuellen Mitmieter des Beschwerdeführers nicht als Zeugen einvernimmt, da sie die ihr rechtzeitig und formgültig angebotenen Beweismittel abzunehmen hat, es sei denn, diese beträfen eine nicht erhebliche Tatsache oder seien offensichtlich untauglich, die streitige Tatsache zu beweisen (<ref-ruling> E. 3 S. 157 mit Hinweisen) und auf ein beantragtes Beweismittel nur verzichten kann, wenn sie ohne Willkür in vorweggenommener Beweiswürdigung annehmen durfte, eine weitere Beweiserhebung würde ihre Überzeugung nicht beeinflussen (<ref-ruling> E. 5.3 S. 148 mit Hinweisen). Dass die Befragung der vom Beschwerdeführer genannten Mitmieter von vornherein ungeeignet ist, zu beweisen, dass der Hausfrieden nicht (mehr) gestört ist, kann nicht gesagt werden. Der Beschwerdeführer anerkennt indessen selbst, dass er zum Hauswart nach wie vor ein angespanntes Verhältnis hat. Deshalb ist auch diesbezüglich nicht zu beanstanden, wenn die Vorinstanz zum Schluss kam, ausschliesslich der Auszug des Beschwerdeführers vermöge die Situation zu entspannen. Somit konnte sie im Ergebnis ohne Willkür auf die Befragung der Mitmieter verzichten.
4. Zusammenfassend hat die Vorinstanz ihr Ermessen nicht überschritten. Ihr Entscheid ist weder offensichtlich unbillig noch in stossender Weise ungerecht. Die Beschwerde ist somit abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend wird der Beschwerdeführer kosten- und entschädigungspflichtig (Art. 66 Abs. 1 und Art. 68 Abs. 2 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Der Beschwerdeführer hat die Beschwerdegegnerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 2'500.-- zu entschädigen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Thurgau schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 4. März 2010
Im Namen der I. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Die Gerichtsschreiberin:
Klett Feldmann