Après les refontes graphiques et techniques complètes opérées dans Megaman 7, Megaman 8 et Megaman & Bass, le neuvième volet revient au style 8-bit des anciens épisodes sortis sur NES. Le jeu puise son inspiration directement dans les premiers jeux de la série, et plus particulièrement Megaman 2. Megaman n'est ainsi plus capable de glisser (faculté apportée dans Megaman 3) ni de charger son tir (à compter de Megaman 4), mais peut toujours compter sur son fidèle chien Rush, disposant des fonctions Rush Coil (ressort) et Rush Jet.
Megaman 9 revient également à la formule classique de sélection des niveaux, telle qu'elle a été instaurée dans Megaman 2. Megaman doit ainsi affronter 8 nouveaux robots, dont le premier Robot Master féminin dans la série classique, Splash Woman.
Néanmoins, le joueur pourra toujours accéder à la boutique à partir de l'écran de sélection des robots, et ainsi acheter de précieux objets (réservoir d'énergie, vie supplémentaire, meilleure protection, possibilité d'enlever le casque...) en l'échange de boulons que l'on peut trouver disséminés dans les différents niveaux.
Une fois les 8 robots vaincus, Megaman pourra pénétrer dans la forteresse de Wily, composée de 4 niveaux.
Megaman 9 comprend, outre le jeu principal, un mode de jeu supplémentaire, le Contre-la-Montre, permettant de rejouer tous les niveaux déjà terminés afin de réaliser le meilleur temps de complétion.
Le jeu propose également 50 défis, que le joueur pourra réaliser durant une partie de jeu normale. La liste comprend notamment des défis tels que finir le jeu, terminer un niveau sans détruire un seul ennemi à l'exception du Robot Master, ne pas perdre une vie, ou ne pas avoir été touché une seule fois de toute la partie.
Les autres modes de jeu ne peuvent être débloqués qu'en téléchargeant du contenu additionnel payant.