vivo X9Plus采用5.88英寸1080p屏幕，搭载高通骁龙8976 Pro处理器（骁龙653处理器），内置6GB运存+64GB存储组合，Hi-Fi芯片方面，内置ES9018+ES9603运放芯片组合，配备4000mAh电池，支持全网通双卡双待。与vivo X9不同的是，屏幕更大的vivo X9Plus采用了双扬声器设计，支持外放立体声。
前置柔光双摄是vivo X9和X9Plus的主打卖点，两款新品相机的前置均搭载了独家定制的2000W索尼IMX376传感器，感光面积为1/2.8英寸，F2.0光圈，5P镜头，能清晰捕捉人物细节，而800W景深副摄像头则负责测量景深，在前置双摄像头的作用下，用户能拍出类似单反的背景虚化照片。
此外，新机的前置摄像头还支持先拍照后对焦，在构图和突出主题上提供更多趣味性选择空间。支持知性美颜2.0，自拍时自动识别用户性别，据此给出相应的美颜方案。前置柔光灯色温与摄影棚打灯几乎一致，暗光下也能拍出好看的自拍照。
系统方面，vivo X9Plus运行自家最新的Funtouch OS3.0，这是基于安卓6.0深度定制的系统，支持程序双开，应用分屏，纯净空间，防短信扣费等实用功能。
