歼-20采用了单座、双发、全动双垂尾、DSI鼓包式进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。机头、机身呈菱形，垂直尾翼向外倾斜，起落架舱门为锯齿边设计，机身以深黑色涂装，而歼20(2012)采用类似于F22的高亮银灰色涂装。侧弹舱采用创新结构，可将导弹发射挂架预先封闭于外侧，同时配备中国国内最先进的新型格斗导弹。
J20于2011年1月11日在成都实现首飞。2014年11月19日下午编号为2015的歼-20进行飞行，该机有明显的改正，在机尾尾撑处做了削尖处理。
2016年11月，驾歼-20飞机在第11届中国国际航空航天博览会（中国航展）上进行飞行展示，这是中国自主研制的新一代隐身战斗机首次公开亮相。
2017年3月9日，央视证实歼20已服役，配属空军。根据内部人士的消息，首批装备该机的部队为西南某空军。
J20如此快服役，这是任谁之前都没想到的。曾在几年前预估，J20预计将在2017年服役，现在比当时预估的还要早。
J20服役为什么这么早？除了我们本身研发技术水平大幅提高外，主要是基于战略的需要以及我们一线科技工作者的加班加点是密不可分的。若非美日等国对中国如此咄咄逼人，Y20、J20也不会那么快就服役并批量装备。形势所迫，因此中国不得不更快服役这块战略武器，以震慑敌国，保卫我国边疆！
与中国形成鲜明对比的是，特朗普因F35隐形战机太过昂贵打算放弃继续生产F35的计划。如果美国连F35都要弃用，那F22恢复生产后的单价恐怕要是F35的两三倍，那又如何承受？更何况，F35和J20根本不是一个档次的战机。按这种节奏，再有5到10年，美国就是倾其所有在亚太地区都不可能有任何制空优势。
