Το «Λούνα 9» ζύγισε 99 κιλά και εκτοξεύτηκε με πύραυλο τύπου Μόλνια (Molniya) στις 31 Ιανουαρίου 1966 από το κοσμοδρόμιο του Μπαϊκονούρ της τότε Σοβιετικής Σοσιαλιστικής Δημοκρατίας του Καζακστάν. Μετά από ταξίδι τριών ημερών, η διαστημική βολίδα προσεληνώθηκε στην περιοχή που ονομάζεται Ωκεανός των Καταιγίδων (Oceanus Procellarum), στις 18:45:30 UTC της 3ης Φεβρουαρίου.
Ήταν μέρος του διαστημικού προγράμματος «Luna» (φεγγάρι στα Ρώσικα) της Σοβιετικής Ένωσης για την εξερεύνηση της Σελήνης κι ένα σημαντικό επεισόδιο στη διαστημική κόντρα Σοβιετικής Ένωσης και Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής τη δεκαετία του ’60.
