ซู-9 เกิดจากการศึกษาอากาศพลศาสตร์ของศูนย์วิจัยในโซเวียต ในช่วงสงครามเกาหลี ซึ่งเพิ่มความรู้ในการปรับแต่งโครงสร้างเพื่อเพิ่มอากาศพลศาสตร์ให้กับเครื่องบินไอพ่น ทำการบินครั้งแรกในปีพ.ศ. 2499 โดยใช้ชื่อว่าที-405 ซู-9 ถูกสร้างขึ้นในเวลาเดียวกับซู-7 ฟิตเตอร์ และทั้งสองแบบฝั่งตะวันตกได้มีโอกาสเห็นที่วันมหกรรมการบินที่ตูชิโนเมื่อวันที่ 24 มิถุนายน พ.ศ. 2499 เข้าประจำการในปีพ.ศ. 2502

ซู-9 ถูกผลิตออกมาทั้งสิ้นประมาณ 1,100 ลำ เชื่อกันว่าซู-9 บางลำถูกพัฒนาเป็นซู-11 ฟิชพ็อท-ซี ไม่มีการส่งออก ซู-9 ที่เหลือถูกเปลี่ยนมาเป็นซู-11 ในเวลาต่อมาซึ่งถูกปลดประจำการในทศวรรษที่ 2513 บางลำถูกดัดแปลงเพื่อใช้ทดสอบหรือเป็นเครื่องบินควบคุมด้วยเครื่องควบคุมระยะไกลอย่างอากาศยานไร้คนขับ ในเวลาต่อมาก็ถูกแทนที่โดยซู-11 ซู-15 ฟลากอน และมิก-25 ฟ็อกซ์แบท

สถิติในด้านการรบของซู-9 นั้นไม่ชัดเจน ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่ว่าทำหน้าที่ในการสกัดกั้นและลาดตระเวน แต่ในด้านรายละเอียดยังคงเป็นความลับ

มีรายงานว่าซู-9 ได้เข้าสกัดกั้นเครื่องบินยู-2 ของฟรานซิส แกรี่ พาวเวอร์สที่ทำการบินเข้ามาในน่านฟ้าของโซเวียตเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2503 ซู-9 ที่ได้รับการผลิตขึ้นใหม่ได้บินเข้าใกล้ยู-2 ลำดังกล่าว ซู-9 ลำนั้นไม่ได้ติดอาวุธและทำการชนเข้ากับยู-2 จนพลาดเป้า เนื่องมาจากขนาดและความเร็วที่แตกต่างกันของเครื่องบนทั้งสองลำ สุดท้ายซู-9 ก็บินจากไปเพราะเชื้อเพลิงใกล้หมด

ในวันที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2505 ซู-9 ลำหนึ่งที่ได้รับการดัดแปลงโดยมี วลาดิมีร์ เซอร์เกียฟวิช อิลยูชิน เป็นนักบินได้สร้างสถิติโลกด้วยการบินขึ้นไปสูงถึง 28,852 เมตร (94,658 ฟุต) ในเดือนกันยายนปีเดียวกันอิลยูชินได้ทำลายสถิติมากมายด้วยเครื่อบินลำเดิม