Den veckolånga förundersökningen i Guantanamo Bay kommer till stor del att inriktas på sekretessfrågor.
Khalid Sheikh Mohammed anklagas för att behärska attackerna medan de andra är inblandade för att stödja den samordnade kapningen.
I maj varade ett kaotiskt förhör i fallet i 13 timmar.
Under denna förhandling, som formellt åtalade de fem männen, gjorde de tilltalade trotsiga utbrott och vägrade att besvara domarens frågor eller använda översättningssystemet.
Förutom Khalid Sheikh Mohammed åtalas Ramzi Binalshibh, Mustafa Ahmad al-Hawsawi, Ali Abd al-Aziz Ali och Waleed bin Attash i en särskild militärdomstol för krigsförbrytelser som kallas militärkommission.
De anklagas för att konspirera med al-Qaida, terrorism, och en räkning mord för varje känt offer för attackerna den 11 september vid den tidpunkt då anklagelserna gjordes - sammanlagt 2976.
De fem ställs inför ett eventuellt dödsstraff om de döms.
CIA vattenbrädor band avslöjade
På måndagen lyssnade de svarande lugnt och besvarade domarens frågor, även om Khalid Sheikh Mohammed sade: "Jag tror inte att det finns någon rättvisa i denna domstol."
Försvarsadvokaterna hävdade under utfrågningen att deras klienter inte skulle tvingas delta i resten av veckans utfrågningar, eftersom tvångstransporten från deras högsäkerhetsceller kan påminna dem om deras tid i hemliga CIA-fängelsen.
Innan de överfördes till USA:s bas i Guantanamo Bay 2006 hölls de åtalade i åratal i hemliga CIA-fängelsen.
Alla fem har sagt att de torterades under förhör. Khalid Sheikh Mohammed var upprepade gånger bevattnade innan de fördes till Guantanamo.
"Vi måste prata om tortyr," Flygvapnet kapten Michael Schwartz, en försvarsadvokat, sade på måndag.
Men domare James Pohl sade att frågan inte var relevant i detta skede.
Åklagaradvokater har sagt att användningen av vattenbrädor och liknande metoder kan vara relevanta när man avgör om fångarnas uttalanden har lämnats frivilligt.
Domstolen förväntas också höra en begäran om försvar för att avskaffa vad de kallar en "presumtiv klassificering" som behandlar alla diskussioner om CIA-fängelsen som topphemliga, samt en begäran från media om att begränsa stängningen av rättssalen för hemliga sessioner.
Domare Pohl fastställde slutligen att de svarande inte skulle tvingas närvara vid förhör som skulle hållas i slutet av denna vecka, men uteslöt inte ytterligare förhandlingar före rättegången.
Han sade att alla skulle behöva vara närvarande för sin rättegång, vilket sannolikt inte kommer att börja på mer än ett år.
Khalid Sheikh Mohammed och fyra andra anklagade för attackerna den 11 september har visat sig vid en amerikansk militärdomstol för första gången på fem månader.