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Die zwischen 1953 und 1960 von EMD und GMD gebaute F9 stellte zusammen mit den Varianten FP9 und FL9 den letzten Entwicklungsschritt der F-Serie dar und waren mit 1305 kW Motorleistung auch die leistungsfähigsten Modelle dieser Serie. Neben den 101 A-Einheiten verkaufte EMD von 1954 bis 1957 156 führerstandlose und entsprechend kostengünstigere B-Einheiten, die von der führenden A-Lokomotive aus ferngesteuert wurden.
Die schlechten Sichtverhältnisse und die erschwerte Zugänglichkeit zu den Baugruppen im Maschinenraum, welche mit der selbsttragenden Konstruktion des Lokomotivkastens zusammenhing, führten zu steigenden Verkaufszahlen des Modells GP9 und schließlich zur Einstellung der F-Serie.
Der Lokomotivkasten gliedert sich in den Vorbau, den Führerstand und den Maschinenraum. Die seitlichen Umläufe befinden sich, anders als bei der GP-Serie, im Inneren des Maschinenraumes. Wie andere Modelle der F-Serie hat die F9 glatte Seitenwände mit zwei Bullaugen als Maschinenraumfenster. Ein äußeres Unterscheidungsmerkmal zum Vorgängermodell F7 ist der zusätzliche Lufteinlass vor dem vorderen Maschinenraumfenster. Im Maschinenraum befinden sich unter anderem der 1305 kW leistende V-Sechzehnzylinder-Zweitakt-Dieselmotor des Typs 16-567C, der Gleichstrom-Hauptgenerator des Typs D12B beziehungsweise D12D, die Kühlanlage sowie die Bremswiderstände. Zwischen den Drehgestellen sind der Kraftstofftank und die Hauptluftbehälter angebracht.
Alle Maschinen besaßen eine Widerstandsbremse und eine Mehrfachtraktionssteuerung. Einige A-Einheiten verfügten über einen Dampfheizkessel. Abgesehen vom fehlenden Vorbau und Führerstand und damit einem etwas kürzeren Lokomotivkasten sowie einem zusätzlichen Maschinenraumfenster auf jeder Seite war der Aufbau der B-Einheiten mit dem der A-Einheiten identisch.