Le Pixel 9 dispose d'un écran OLED de 6,3 pouces avec une définition de 1080 x 2424 pixels et un taux de rafraîchissement allant de 60Hz à 120Hz. Le panneau a 1800 nits de luminosité locale et 2700 nits de luminosité maximale. L'écran est également protégé par un revêtement Corning Gorilla Glass Victus 2.