与一加9 Pro一样，一加9渗入了一加对于影像审美的独特理解，与哈苏一起，在硬件、调校以及体验方面都下了苦功夫。一加9搭载了后置4800万像素超强主摄、5000万像素超广角摄像头以及200万像素黑白摄像头。
其中，主摄搭载了IMX689传感器，尺寸可达1/1.43英寸，支持四像素合一技术，在夜间可以合成等效2.24μm的大像素，将优秀的细节还原与充分的夜间感光结合在一起，搭配双原生ISO与全像素全向对焦技术，即使在暗光条件下也能够精准对焦。IMX 689还支持实时HDR视频拍摄，可配合ISP预算法，提升出片质量。黑白摄像头由于没有拜耳滤镜，因此能够采集更原生的光线信息，提升照片的层次感与反差感。
在5000万像素超广角摄像头上，一加9则采用了全新的IMX766传感器。IMX766传感器搭载1/1.56英寸大底，支持四像素合一技术，在亮光条件下能够呈现出在5000万尺寸1μm的子像素，凭借高解析力带来惊艳的细节还原，而在暗光环境下则会转换为1250万个等效尺寸2μm大像素，具有更高的单个像素感光量，保证夜拍充分曝光，凭借极高的信噪比，保证画面清晰纯净。自由曲面镜头的加入，则可通过不规则自由结构矫正光线，从根本上解决超广角边缘畸变问题，畸变最终被控制在1%左右，还能够实现14mm超宽视角。这颗摄像头也可以作为微距摄像头使用，甚至可以拍摄移轴照片作品。
