2009 год преподнес мотоциклу подарок в виде рядного четырехцилиндрового двигателя. Цилиндры разнесены на 90º. Такты расположены неравномерно: 270º - 180º - 90º - 180º. Такое продвинутое инженерное решение позволило получить линейную характеристику наполнения цилиндров. Создается впечатление, что ручка газа напрямую подсоединена к заднему колесу.
Мощность двигателя 183 л.с. на 12500 об/мин. По сравнению с 2008 годом, модель прибавила 2 л.с. Для обеспечения абсолютного контроля над мотоциклом, мотор R1 установлен на шасси новой конструкции Deltabox. Это шасси отличается высокой жесткостью и выверенным балансом.
Максимальный крутящий момент 115,5 Н*м на 10000 об/мин. Эта величина выросла на 2,8 Н*м. Объем топливного бака 18 литров. Люфт подвески 120 мм – и спереди, и сзади. Тормозная система дисковая. Спереди два диска 310 мм и один диск 220 мм сзади. Размеры мотоцикла 2070х715х1130 мм. То есть все размеры мотоцикла увеличились в среднем на 1 см.
Высота сидения 835 мм. Длина колесной базы также осталась без изменений и составляет 1415 мм. Дорожный просвет 135 мм. Вес байка в полном снаряжении 206 кг. Для мотоцикла Yamaha YZF R1 стоимость на территории России составляет 520 тыс.руб. – это для модели 2008 года выпуска.