Mazda CX-9 po raz pierwszy przedstawiła się w roku 2006 podczas salonu samochodowego w Nowym Jorku. Odmłodzona wersja na rok modelowy 2010 zadebiutowała na tym samym miejscu.
Najbardziej widoczną zmianą na karoserii jest nowy przedni zderzak z atrapą chłodnicy, głównymi lampami zespolonymi i lampami przeciwmgielnymi. Nową stylistykę otrzymały 18- i 20-calowe koła, nowe są również większe lusterka wsteczne. Modyfikacjom poddano także tylny zderzak i tylne lampy, które inspirację czerpią w linii stylistycznej Nagare. Ostatnią nowością na nadwoziu jest możliwość wyboru nowego odcieniu lakieru Dolphin Gray.
Facelifting przebiegł również we wnętrzu. Wskaźniki otrzymały nowe podświetlenie, zmodyfikowano regulatory wentylacji na konsoli centralnej. Nowe są też materiały użyte do wykończenia deski rozdzielczej, boczków drzwi i tapicerki foteli.
Do napędu odmłodzonej Mazdy CX-9 użyto benzynowy silnik 3,7 V6 o mocy 201 kW (273 KM) przy 6250 obr./min i maksymalnym momencie obrotowym 366 Nm przy 4250 obr./min, przy czym 339 Nm dostępne jest w zakresie od 3000 do 6000 obr./min. Siła napędowa przenoszona jest za pośrednictwem 6-biegowego automatu na przednie koła, do dyspozycji jest również napęd na cztery koła.
Zmiany przebiegły również na konstrukcji karoserii, która z przodu ma zmienione elementy nośne zwiększające sztywność. Nowa jest rama pomocnicza, do której przymocowano silnik, przednią oś i układ kierowniczy. Słupki karoserii wykonano ze stali o podwyższonej wytrzymałości, usztywniono również tylną część nadwozia. Zbiornik paliwa przesunięto bliżej środkowej części auta. Wszystkie przeprowadzone modyfikacje przyczyniły się do większego bezpieczeństwa i wyższego komfortu podróży.