Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1. Der Beschwerdeführer wurde durch das Obergericht des Kantons Zürich mit Urteil vom 20. Mai 2009 wegen mehrfacher Gefährdung des Lebens, mehrfacher Drohung, (versuchter) Nötigung, Widerhandlung gegen das Waffengesetz und Widerhandlung gegen das Bundesgesetz über Ausländerinnen und Ausländer zu 31⁄2 Jahren Freiheitsstrafe verurteilt.
Der Beschwerdeführer bemängelt im Wesentlichen die Strafzumessung und beantragt, es sei eine Freiheitsstrafe von zwei Jahren auszufällen (Rechtsbegehren 2). Er erhebt indessen etliche weitere Rügen, die alle den Begründungsanforderungen von Art. 42 Abs. 2 bzw. <ref-law> nicht genügen. So ist zum Beispiel aus der Beschwerde nicht ersichtlich, inwieweit die Behörden den Sachverhalt "unrichtig, unvollständig und willkürlich" festgestellt oder wesentliche Form- und Verfahrensvorschriften missachtet haben könnten (Beschwerde S. 3 Ziff. 16 b und d). Dasselbe gilt für seine Rügen, er habe kein faires Verfahren gehabt, und sein Anspruch auf rechtliches Gehör sei verletzt worden (Beschwerde S. 12). Auf diese Vorbringen ist mangels hinreichender Begründung nicht einzutreten.
Der Richter misst die Strafe nach dem Verschulden des Täters zu. Er berücksichtigt das Vorleben, die persönlichen Verhältnisse sowie die Wirkung der Strafe auf das Leben des Täters. Das Verschulden wird nach der Schwere der Verletzung oder Gefährdung des betroffenen Rechtsgutes, nach der Verwerflichkeit des Handelns, den Beweggründen und Zielen des Täters sowie danach bestimmt, wie weit der Täter nach den inneren und äusseren Umständen in der Lage war, die Gefährdung oder Verletzung zu vermeiden. Es liegt im Ermessen des Sachrichters, in welchem Umfang er die verschiedenen Strafzumessungsfaktoren berücksichtigt. Das Bundesgericht greift auf Beschwerde in Strafsachen hin in die Strafzumessung nur ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen beziehungsweise in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat. Der Richter hat die Überlegungen, die er bei der Bemessung der Strafe vornimmt, in den Grundzügen wiederzugeben, sodass die Strafzumessung nachvollziehbar ist (<ref-ruling> E. 2.1).
Die Vorinstanz hat die Strafzumessung einlässlich begründet, worauf hier in Anwendung von <ref-law> verwiesen werden kann (vgl. angefochtenen Entscheid S. 5-15). Von einer Verletzung der Begründungspflicht gemäss <ref-law> (Beschwerde S. 3 Ziff. 17 b) kann nicht die Rede sein.
Im Übrigen bemängelt der Beschwerdeführer die Höhe der Strafe, ohne dass sich aus seinen Vorbringen ergäbe, dass ein Fehler im oben umschriebenen Sinn vorliegen würde. So stellt die Vorinstanz zum Beispiel fest, der des Schiessens unkundige Beschwerdeführer habe durch die von ihm im Restaurant abgegebenen Schüsse die anwesenden Personen in Lebensgefahr gebracht, weil die Gefahr von Querschlägern aufgrund der engen Raumverhältnisse erheblich gewesen sei (vgl. im Einzelnen angefochtenen Entscheid S. 7/8). Der vom Beschwerdeführer erhobene Vorwurf, dass die Vorinstanz eine "unbestimmte abstrakte Gefahr" von Querschlägern "beschwört" hätte (Beschwerde S. 5 Ziff. 23), trifft offensichtlich nicht zu. Indem die Vorinstanz gestützt auf die konkreten Umstände der Tat auf eine erhebliche kriminelle Energie und eine erschreckende Gewaltbereitschaft und damit auf ein schweres Verschulden schloss, hat sie <ref-law> beachtet und nicht gegen das Doppelverwertungsverbot verstossen (Beschwerde S. 6 Ziff. 27). Ohne dass sich das Bundesgericht zu allen weiteren Rügen des Beschwerdeführers (vgl. Beschwerde S. 6-11) ausdrücklich äussern müsste, ist gesamthaft gesehen festzuhalten, dass sich das angefochtene Strafmass als bundesrechtskonform erweist.
Die Beschwerde ist im Verfahren nach <ref-law> abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten sind dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>). Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ist in Anwendung von <ref-law> abzuweisen, weil die Rechtsbegehren aussichtslos erschienen. Der finanziellen Lage des Beschwerdeführers ist bei der Bemessung der Gerichtsgebühr Rechnung zu tragen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, I. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 20. Oktober 2009
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Das präsidierende Mitglied: Der Gerichtsschreiber:
Schneider Monn