vivo X9s是常规升级版相比前代产品，采用5.5英寸1080P Super Amoled屏幕，X9s虽然机身厚度维持在了6.99mm，但机身内部却装进了容量更大的电池，搭载了3320mAh电池。正面下方的指纹识别模块改用了固态设计，不能按压。保留前置双摄，为2000万像素+500万像素的组合，升级了人像双摄虚化和知性美颜的算法。后置摄像头依旧不如前置摄像头重要，为1600万像素，支持相位对焦。其他配置上，采用高通骁龙652处理器，4GB运行内存。在音频播放上，采用了与X9一致的AK4376方案，集成了耳放功能。基于安卓7.1定制的Funtouch OS 3.1操作系统，拥有应用分身、分屏多任务、儿童模式、智能短信识别、专属应用管家等功能。此外，来自vivo Game Engine的内置悬浮式游戏键盘和全局游戏免打扰功能，可以让用户的游戏体验变得更安心。