內置彈艙是第五代戰鬥機最重要的作戰裝置之一，可以避免外掛武器彈藥對戰鬥機隱身能力造成的破壞。但是戰鬥機的機體空間畢竟是極其有限的，如何合理地設計內置彈艙的位置和結構，盡最大限度地容納數量更多、種類更豐富的武器彈藥，成為第五代戰鬥機的主要研製難點。可以毫不誇張地說，內置彈艙的掛載能力直接決定了第五代戰鬥機作戰性能的高低。俄羅斯的蘇57戰鬥機就是因為內置彈艙問題遲遲不能得到妥善解決，嚴重影響了列裝進度，也受到了外界的廣泛質疑。

　　殲20早在研製試飛初期，就曝光了內置彈艙的內部構造以及一些武器彈藥的掛載方式，其中最廣為人知的一張圖片就是殲20的2002號驗證機主彈艙掛載PL15模型彈進行飛行測試。通過圖片我們可以看到，殲20的兩個主彈艙是並列排布的，中間有不可拆卸的隔板，與F22的主彈艙設計基本相同。而殲20的一個主彈艙裡面只掛載了兩枚PL15，從整個彈艙的空間排布來看，似乎也無法容納更多的導彈了，那麼兩個主彈艙最多就是攜帶四枚PL15，這讓許多軍迷不免感到有些失望。

　　相比之下，美國的F22每個主彈艙都可以掛載三枚與PL15同級別的AIM120D（兩者均為射程超過150公里的中遠程空空導彈），總共能夠攜帶六枚AIM120D，這就意味着F22的超視距空戰火力比起殲20明顯占據優勢。為此有的軍迷提出可以研製尺寸較小的超視距空空導彈用於搭配殲20的主彈艙，實現“一艙三彈”的配置，以消除與F22的火力差距。這一說法的有力佐證就是鶻鷹戰鬥機的官方宣傳視頻中出現了一款可以同時內置六枚的新型中距空空導彈，裝備殲20更是不在話下。

　　也有的軍迷表示反對，認為我國的空空導彈小型化技術不及美國（比如在技術指標類似的條件下，PL15的尺寸就比AIM120D更大一些），新型中距空空導彈如果尺寸更小，將很難與AIM120D旗鼓相當，所以本着“寧缺毋濫”的原則，作為國內最強空優戰鬥機的殲20寧可繼續使用PL15，也不能隨便用低配武器來湊合。其實這些想法都不免有些杞人憂天，像殲20這樣的國之重器必然會追求各方面戰鬥力的最大化，PL15作為殲20的標配武器，更不可能不考慮載彈量這種關鍵指標。

　　況且殲20驗證機的技術狀態還在不斷調整，僅憑驗證機的內置彈艙就草率地斷定原型機乃至量產機的載彈能力也是有失偏頗的。隨着時間的不斷推移，不少細心的網友都可以看出殲20的很多細節正在不斷發生變化。經過認真的對比，我們不難發現殲20的主彈艙尺寸的變化。最明顯的參照就是殲20驗證機主彈艙的邊緣距離機腹的EODAS裝置尚有半米的空間，而殲20原型機主彈艙的邊緣則與EODAS裝置基本靠攏，說明殲20主彈艙一直在優化設計，在其採用錯位排布的方式下，掛載三枚PL15是完全可行的。

　　殲20主彈艙內部簡潔嚴整，絲毫沒有類似F22那樣錯綜複雜的管道走線，可以最大限度的利用彈艙深度；其次殲20主彈艙的掛架安裝孔位採用可調式設計，掛載小尺寸彈藥時可以集中密集安裝三個掛架，掛載大尺寸彈藥時可以拉開間距安裝兩個掛架，實現了靈活機動、因地制宜的掛載模式。綜上所述，殲20主彈艙不僅可以輕鬆掛載六枚PL15，還能夠容納尺寸更大的對地/對艦精確制導彈藥，多用途作戰能力無疑凌駕於F22之上。