Оба аппарата получили сдвоенную селфи-камеру. В её состав входят основной 20-мегапиксельный модуль и дополнительный 5-мегапиксельный модуль, что позволяет снимать данные о глубине. Предусмотрена фронтальная вспышка. На тыльной стороне корпуса располагается 16-мегапиксельная камера с фазовым автофокусом и светодиодной вспышкой.
Смартфон Vivo X9s оснащён 5,5-дюймовым экраном AMOLED формата Full HD (1920 × 1080 точек). Применён процессор Snapdragon 652, который содержит восемь ядер с тактовой частотой до 1,8 ГГц (квартеты ARM Cortex-A72 и ARM Cortex-A53), графический ускоритель Adreno 510, а также сотовый модем X8 LTE. Габариты составляют 152,6 × 74,2 × 6,99 мм. Питание обеспечивает аккумуляторная батарея ёмкостью 3320 мА·ч.
Модель Vivo X9s Plus, в свою очередь, получила 5,85-дюймовый дисплей Full HD AMOLED. Использован чип Snapdragon 653, содержащий восемь вычислительных ядер (квартеты ARM Cortex-A72 и ARM Cortex-A53), графический ускоритель Adreno 510 и сотовый модем X9 LTE. Размеры — 162,59 × 78,84 × 7,25 мм. Ёмкость батареи равна 4015 мА·ч.
Смартфоны несут на борту 4 Гбайт оперативной памяти, флеш-модуль вместимостью 64 Гбайт, адаптеры Wi-Fi 802.11ac (2,4/5 ГГц) и Bluetooth 4.2, приёмник GPS, дактилоскопический сенсор. Поддерживается установка двух SIM-карт.
Цена Vivo X9s и X9s Plus составит 400 и 440 долларов США соответственно.