Protagoniste del film sono
un gruppo di bambole di pezza che vivono in un mondo post-apocalittico, il film prende il nome proprio da una di queste bambole, 9, che quando prende vita scopre di trovarsi in un mondo privo di esser umani ma popolato da una piccola comunità di esseri simili a lui che si nascondono per sfuggire a delle macchine che cercano di eliminarli.
Le bambole hanno diversi caratteri e i loro nomi sono i numeri che hanno segnato sulla loro schiena, in particolare il gruppo è composto da 1, un veterano di guerra prepotente; 2, un vecchio inventore; 5, un coraggioso meccanico; 6, un artista visionario; 7, una valorosa guerriera; 8, un guerriero molto grosso che a differenza delle altre bambole ha segnato il numero sulla spalla anziché sulla schiena e infine due bambole gemelle, 3 e 4, che indossano sempre un cappuccio.