2014年12月18日，第六架J-20隐形战斗机原型机从成都飞机制造公司工厂起飞。六架机身使J-20成为世界上数量最多的非美国隐形战斗机（俄罗斯T-50 PAK-FA只有四架可操作的样机，2014年6月的一次事故摧毁了第五架）。迄今为止，2014年有四架J-20战斗机（2011、2012、2013和2015）进行了首飞。
第五代战斗机通常被认为具备隐形气动外形、有源相控阵雷达、网络化传感器和超音速巡航发动机（超音速巡航发动机本身即可提供足够的速度达到超音速，而无需耗油的加力燃烧器）。目前，J-20使用俄罗斯AL-31F的先进版本，该发动机不太可能足够快以实现超音速巡航（公平地说，F-35也无法超音速巡航）。
与2011和2012年的型号相比，2015年的气动外形有轻微改进，发动机喷管周围的尾梁有所改变。改变的尾梁很可能是为了容纳向后探测的雷达，类似于T-50 PAK-FA的次级雷达布置。在机身尾部和侧面布置次级雷达阵列将为战斗机提供360度雷达覆盖，从而提高态势感知能力，并能够发射远程雷达制导导弹对抗追击的飞机。2013和2015年的型号都在驾驶舱旁边配备了可伸缩的空中加油探头，以延长作战半径。
在第五架原型机“2013”于2014年11月29日首飞不到三周后，J-20隐形战斗机的快速生产表明中国旗舰战斗机项目正进入低速初始生产（LRIP）阶段。LRIP是军用平台开发的一个阶段，在该阶段，设计基本定型，从而允许制造商通过生产少量成品设计来积累经验（F-35目前处于LRIP第8批）。一年内快速生产四架相似的战斗机表明中国已经确定了J-20的最终设计，并且第一支装备J-20的飞行联队可能在2015年投入生产。第一支装备20-24架战斗机的飞行联队将在2015年至2016年初生产，并移交给中国飞行试验鉴定部队，以开发J-20先进能力的战术。如果一切按计划进行，第一支J-20飞行联队将在2017年准备好作战。
2016-2017年的服役时间将使J-20的亮相与俄罗斯PAK-FA战斗机以及美国海军陆战队F-35B和美国空军F-35A处于同一时间窗口。更重要的是，J-20将使中国空军成为亚洲第一个拥有第五代战斗机的空军，从而彻底将亚洲本土空中优势的平衡首次转移到中国。J-20的未来迭代版本将配备超音速巡航能力的WS-15中国涡轮风扇发动机，以及可能先进的系统，如定向能武器（激光）和网络化无人机。
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