直-9C舰载型是以直-9A为基础自行研究改进的舰载反潜和搜救直升机。1994年12月26日，直-9C舰载直升机首飞成功；1999年12月30日，批准设计定型；2004年6月，开始交付海军部队使用。
与直-9A相比，直-9C换装了涡轴8F发动机，该发动机比涡轴8A增加了部分功率和悬停使用时间，同时提高了“三防”能力。直-9C机腹安装了“鱼叉”着舰辅助装置以保障直升机在恶劣海况下安全着舰。增装了悬停压力加油系统，使直-9C具有不着舰加油能力。为适应舰艇起降要求，对起落架进行了加强。
直-9C型装备KLC-1型X波段水面搜索雷达、605型投吊式声呐（仿美国AN/AQS-13型）、12具被动声呐浮标、4具主动声呐浮标、1具海水温度浮标和1具海洋环境浮标。为配合浮标使用，直-9C型装备1部无线电接收器，允许在10千米范围以120千米/小时速度飞行时接收声呐浮标信号。
执行反潜任务时，直-9C可挂载2枚采用主动/被动音响引导、最大射程9.5千米的324毫米ET52反潜鱼雷（意大利“白头”A . 2 4 4 S鱼雷的仿制型）或“鱼”-7反潜鱼雷（美制MK.46的仿制型）执行反潜任务。“鱼”-7仿自中国渔民在海南岛捞获的美制MK.46鱼雷，性能接近于MK.46。自2008年起，中国海军开始派出舰艇前往亚丁湾水域护航，为适应护航任务需求，部分直-9C加装了搜索/瞄准设备和航炮吊舱 。
直-9C除了执行反潜/搜救任务外，直-9C型直升机还可用于提高人民解放军海军舰艇远距离观测、侦察和攻击能力。当该型直升机的KLC-1型平面搜索雷达是一种X波段海上搜索和侦察雷达，主要用于搜索和跟踪水面舰艇，为发动超视距反舰巡航导弹攻击提供目标信息。当机载雷达探测到敌舰时，目标信息可通过数据链传回母舰，母舰的反舰导弹利用直升机发来的引导数据，执行超视距攻击。
