Su-9 được phát triển từ những nghiên cứu khí động học của TsAGI, trung tâm khí động học Xô Viết, trong thời gian chiến tranh Triều Tiên, nó được lựa chọn từ vài hình dạng khí động học tốt nhất được tối ưu hóa bằng các thử nghiệm trước đó cho máy bay tiêm kích phản lực. Thiết kế này bay lần đầu tiên vào năm 1956 với tên gọi mẫu thử nghiệm T-405. Su-9 được phát triển cùng lúc với Su-7 'Fitter', cả hai đều xuất hiện trước Phương Tây tại Ngày hàng không Tushino vào 24 tháng 6-1956, tại đây Su-9 bị các học giả Phương Tây gán cho cái tên là Fitter-B. Nó bắt đầu phục vụ vào năm 1959.

Tổng cộng có 1.100 chiếc Su-9 được chế tạo. Người ta tin rằng một số nhỏ Su-9 đã được nâng cấp thành mẫu Su-11 'Fishpot-C'. Không một chiếc Su-9 nào được xuất khẩu tới các quốc gia đồng minh của Liên Xô, kể cả các nước thuộc Khối Warszawa. Những chiếc Su-9 và Su-11 sau đó đã ngừng hoạt động trong thập niên 1970. Một số chiếc được giữ lại để làm phương tiện thử nghiệm hoặc cải tạo thành các dụng cụ huấn luyện, hay được sử dụng như máy bay không người lái được điều khiển từ xa. Nó bị thay thế bởi loại máy bay nâng cấp Su-11 và các loại máy bay cấp cao hơn là Su-15 'Flagon' và MiG-25 'Foxbat'.

Những hồ sơ ghi lại các trận đánh của Su-9 Fishpot, nếu có đều không được công bố. Có khả năng đó là những cuộc đánh chặn các máy bay do thám của đối phương, mà các chi tiết đã được phân loại mật, nhưng không được thừa nhận công khai.

Vào 4 tháng 9-1962, một chiếc Su-9 sửa đổi (có tên gọi là T-431 bởi phòng thiết kế) được điều khiển bởi phi công Vladimir Sergeievitch Ilyushin đã lập kỷ lục thế giới với độ cao tuyệt đối đạt 28.852 m (94.658 ft). Vào tháng 11 cùng năm Ilyushin lại đạt kỷ lục về tốc độ/độ cao duy trì liên lục trên cùng loại máy bay.