Com o estudo PISA 2009 iniciou-se uma nova fase deste projeto da OCDE, voltando a avaliar alunos de 15 anos que frequentassem pelo menos o 7º ano de escolaridade em literacia de leitura, literacia de matemática e literacia de ciências, novamente com especial enfoque na leitura que, tal como sucedeu em 2000, voltou a ser o domínio principal desta prova. Deste modo, começou a fazer verdadeiramente sentido a análise de tendências no desempenho dos alunos dos vários países, possibilitando uma análise aprofundada da evolução, em quase dez anos, em literacia de leitura.
No ciclo PISA 2009, participaram 65 países, incluindo os 34 países membros da OCDE, e cerca de 30 países e economias não membros da OCDE.
Os itens da prova PISA 2009 resultaram, à semelhança de todos os outros ciclos, de um conjunto muito vasto de itens aplicado no estudo piloto em 2008.
Em 2009, foram elaborados treze cadernos diferentes, com combinações várias de itens, distribuídos aleatoriamente pelos alunos. Cada caderno contém obrigatoriamente itens do domínio principal (leitura) e outros de uma ou das duas áreas de avaliação secundária.
Em 2009, foram ainda aplicados os seguintes questionários de contexto: o questionário ao aluno que inclui questões sobre si próprio e sobre o contexto familiar, sobre a sua trajetória escolar, a sua atividade a leitura, o tempo dedicado ao estudo, a sua escola, as estratégias de leitura e compreensão de textos; o questionário à escola que inclui questões sobre características da escola e do seu corpo docente e discente e, opcionalmente, o questionário aos pais incluindo perguntas de caracterização sociodemográfica, sobre os recursos e hábitos de leitura, perceções sobre a escola, etc.
