3月9日，央视7套《军事报道》栏目在报道中称“运20、轰6K、歼20等一批高新武器装备进入人民空军序列！”这是官方媒体首次证实歼20正式服役，这标志着中国成为在美国之后世界上第二家拥有自主研发的隐身战斗机的国家。根据之前曝光的歼20机身编号，首批装备歼20的部队为空军某试训基地某旅。
歼20从首次试飞到服役仅用了6年时间，这在世界上是绝无仅有的速度。因为隐身战斗机的技术复杂程度远高于之前的三代机，即使是航空技术最发达的美国研制F-22，从首飞到服役也用了8年时间；俄罗斯的T-50虽然首飞时间也比歼20早，但其目前仍处于试飞阶段，服役时间已经注定比歼20晚了。中国之所以能够在这么短的时间内研制成功歼20，一方面说明中国航空工业的总体实力有了飞跃性的进步，另一方面也说明中国周边的安全形势趋于严峻，迫切需要先进的隐身战斗机来应对。


歼20在试飞过程中有多架原型机，气动布局上从第五架开始基本固定下来。该机在世界所有隐身战斗机中采用了独一无二的鸭式布局，先天具有静不稳定性，再加上该机的全动垂直尾翼、电传操纵系统，所以空中机动能力是很出色的。虽然歼20目前采用的AL-31F涡扇发动机没有矢量喷管，推力也不像美俄战机的发动机那么大，但机动性能并不逊色于美国的F-22和俄罗斯的T-50。
歼20的雷达和航电系统极为先进，包括大功率有源相控阵雷达、大尺寸彩色多功能液晶显示器、分布式孔径系统、光电瞄准系统、综合电子战系统、高性能火控计算机、新一代数据链等，使该机的信息化能力达到了目前世界上最先进的水平，即使是美国的F-22在这方面也难以和歼20相媲美。


歼20的腹部内置弹舱可以挂载至少6枚PL-12中距空空导弹，侧置弹舱可以挂载2枚PL-10格斗空空导弹，具有极强的空战火力。结合歼20的超音速性能、有源相控阵雷达，能够充分发挥中距空空导弹的射程优势，在超视距空战中可以明显掌握主动权。此外，随着中国小直径对地精确制导弹药的快速进步，歼20的腹部内弹舱还可以挂载此类弹药执行防区外对地攻击任务。需要强调的是，现在服役的歼20还不是最终状态，因为其还有很大的发展空间。例如其未来在换装推力更大并且具备矢量喷管的发动机后，将具备超音速巡航能力，并且续航能力、作战半径、机动性能等也都会有很大幅度的提升，总体性能将会完全超越美国的F-22。