在2009年11月份，中国电视节目对人民解放军空军副司令员何为荣将军的一次采访中，歼-20战机首次被公众得知。何将军在该次采访中曾经推测，第四代战斗机应该会在2010-2011年期间进入试飞阶段；并且将在2017-2019年期间正式投入使用。截止到2011年1月11日歼-20飞机第一次试飞，或者说第一次公开试飞时为止，中国至少已经完成了两架歼-20战机原型机。这两架飞机在排气喷嘴的细节设计上还有一定区别；所以外界预测，这两架飞机的其中一架可能采用了与歼-10战机一样的由俄罗斯提供的AL-31F型引擎；而另外一架则采用了由中国自主研发的WS-10型引擎。

疑似歼20正进行投弹试验

美国《航空周刊》分析称，歼-20称得上是一架大飞机。尽管它的整体长度比洛克希德-马丁公司研制、长度为62英尺的F-22长出并不太多；但它从机头到排气喷嘴部位的主体结构显然要比F-22长一些。歼-20的弹仓设计很接近F-22，位于机身下部的武器托架相对较大；而侧托架则相对要小一些，据推测应该是用来装载空对空导弹。

在歼-20正式出现之前，关于它将采用的气动布局就谣言四起；但是，设计最终还是延续了歼-10的鸭式气动布局。同时，位于机尾的两个小的、倾斜的、可以全方位移动的垂尾非常合适其整体设计。尽管，美国当前拥有的隐形战机中没有采用鸭式气动布局的机型；但根据其早期提出的联合打击战斗机设计方案，他们在该方案中计划建造的飞机采用的正是水平尾翼前置的鸭式气动布局；其中就包括了与歼-20十分相像的F22，以及道格拉斯推出的X-36型无人机。

隐形飞机的设计方案一般都遵循洛-马公司的F-22战机，以及X-35战机的做法；进气道和机身上部之间被设计成一个高折角，而平坦而倾斜侧面则通过一个小半径的弧度转入平坦的底面。如果从上往下看，歼-20的机身整体呈树冠形状，这也让人联想起F-22。歼-20上还采用了最初由洛-马研制出来的无附面层隔道超音速进气道(diverterless supersonic inlet，DSI)；到目前为止，DSI技术已经被应用在歼-10B、JF-17，以及瑞典SAAB公司设计的“鹰狮战机”JAS-39E/F等机型上。

从飞机的尾部看起来，歼-20并不像上述提及的那些隐形飞机；这个造型反而和俄罗斯苏霍伊公司的T-50飞机类似。这样做显然是有目的的，应该是为了避免采用像F-22一样沉重的二维喷嘴。在这个方面，无论是T-50还是歼-20，都体现了从1986年以前直到F-22推出之前这一阶段内，进行的先进战术战斗机研究( Advanced Tactical Fighter studies)中提出的理论。根据这个理论，快速、高飞行高度、足够敏捷的飞机对来自后方的攻击拥有较高的免疫力。

《航空周刊》称，而根据在网上流传的一篇中国论文中的内容，这样设计的主要目的是为了保证歼-20在使用中国当前拥有的，例如AL-31F和WS-10这样的引擎时，也能够获得高的速度和好的机动性；而这样的引擎在推力/重量比上还不能和西方国家现有的引擎相提并论。歼-20战机选择采用三角翼，又采用相对较长的机身来解决低超音速动力的问题；再加上既大且高的偏转鸭翼，这样的设计能让它拥有更好的敏捷性。

在全动垂尾的设计上，据称歼-20比传统的垂直安定面和方向舵面积设计要小40%，而且更加轻便。尽管，采用现有的引擎让其巡航能力并不值得称道；但在动力方面的设计还是很不错的。假如中国能在动力技术方面取得新的进展，这个瑕疵就能被很好的弥补。

2012年10月，一组疑似第3架国产歼-20原型机的照片出现在中国网络上。从图片中看，这架歼-20战机并未涂刷编号，与编号为2001和2002的歼-20在外观上有明显差别，主要是机头雷达罩颜色偏浅，空速管也与前两架次不同。从雷达罩的变化来看，这架歼-20战机很可能已经加装相控阵雷达并开展相关测试工作。虽然这架战机后被证实并非第三架歼-10，一架战机安装雷达表明它已通过基本测试，进入定型研发新阶段。离首次出现仅仅三年时间，歼-20的研发速度令外界对中国军工实力感到震惊，按照这个速度，第三架歼-20在2013年问世并非不可能。中国观察家们今年将会继续关注歼-20的飞行测试项目的进展；同时，还将不断寻找中国在隐形战机技术领域，针对现有技术挑战开展工作的迹象。

一架隐形飞机为了探测和追踪它的目标，需要在飞机上装备多种基于多种光谱原理、主动或者被动的传感器；并且需要对从这些传感器获得的数据信息进行充分融合和管理，从而给飞行员提供最简洁直观的可靠数据。类似的，为了让隐形战机作为网络化力量中的一部分，发挥它的最大效率；隐形战机需要一个高效率，低几率被拦截的噪声和数据通讯系统。为了攻克这些问题，美国付出了25年的努力；但是到目前为止，仍然没有寻得很好的解决方案。

人们对中国隐形飞机的关注往往忽视一个基础的问题：歼-20的设计初衷是什么？对空中战斗来说，歼-20作用很大；但是鉴于中国的地理环境因素，他们并不需要面对像F-22被设计用来对抗的那些敌对战机力量。与此同时，歼-20的武器托架太小，不足以装下大部分当前的空对地对抗武器。关于设计初衷有一种可能，也许歼-20的目标是威慑敌方情报、监视、侦察设备，通过隐形的特性和速度上的优势对其护航力量进行打击。