Пятое поколение GSX-R1000 (K9-L1, 2009-2011) получило полностью новый двигатель с увеличенным до 74,5 мм диаметром цилиндра и уменьшенным до 57,3 мм ходом поршня. Степень сжатия выросла до 12,8:1. Мощность составила 185 л.с. при 12000 об/мин.
Впервые на GSX-R1000 была установлена вилка Showa Big Piston Fork (BPF). Колёсная база сократилась до 1405 мм, а сухой вес снизился до 172 кг (на 7 кг легче предыдущего поколения). Тормоза получили моноблочные суппорты Tokico.
Модель сохранила двойные глушители, но получила новую аэродинамику и переработанную раму.