vivo S9作为自拍轻薄旗舰在性能方面表现也十分出彩，搭载6nm工艺旗舰级芯片天玑1100，CPU大核为先进的A78架构，GPU采用ARM G77架构。强大运算能力保障vivo S9影像、多任务切换、大型游戏等使用场景的流畅、稳定运行，另外，针对打游戏手机发热的问题，vivo S9首次采用了VC均热板，让其散热能力明显提升。厚度减少12.5%的同时散热面积提升了30%，在主板、前摄模组厚度、机身内部布局的综合优化及铝合金金属边框的帮助下让vivo S9散热能力有了明显提升。

在最考验性能的日常使用场景游戏中也毫无压力，在特效全开的《王者荣耀》中能稳定在60帧上下，卡帧、掉帧的情况不存在，帧率波动也几乎没有出现。值得一提的是，为了在轻薄的基础上保证散热效果，vivo定制了一块超薄均热板，形象的来看，就是把普通手机里的“均热管”压扁摊薄，散热面积相比常规VC铜管提升了30%。

得益于vivo S9超薄VC均热板的出色散热能力，几局王者荣耀下来机身温度没有明显变化，几乎保持在常温。