中國解放軍空軍9個旅裝備殲-20，現在總數超過200架，預估最高部署700架。
未來殲-20戰鬥機將換裝中國版發動機，裝備在東西南北中五大戰區。
在2021年首次以15架殲-20戰鬥機大規模編隊出現，而殲-20戰鬥機作為中國自主研製的第五代戰鬥機，正以不尋常的速度部署空軍各戰區作戰部隊。
美國《軍事觀察》網站報導，中國空軍新服役的殲-20戰鬥機部隊，北部戰區第55航空旅接收殲-20A隱形戰鬥機，將是中國空軍第9個使用殲-20隱形戰鬥機的部隊，也是北部戰區空軍第三支接收殲-20戰鬥機部隊，超越東南西中四個戰區。
按照北部戰區部署3個殲-20航空作戰旅，其他四個戰區通常部署1-2個殲-20航空作戰旅。
解放軍五大戰區分別是東部戰區、南部戰區、西部戰區、北部戰區、中部戰區，從七大軍區軍改基礎組建而來，中部戰區包括曾是北京軍區的內蒙古和濟南軍區的山東，增加原屬廣州軍區的湖北和原屬蘭州軍區的陝西。
北部戰區包括東三省、內蒙古、山東，在瀋陽軍區基礎上增加內蒙古、山東，包括北海艦隊，火箭軍和空軍等，轄區涵蓋遼寧、吉林、黑龍江、內蒙古和山東等省，戰略重心就是西伯利亞、朝鮮半島。
殲-20戰鬥機部署在山東省，將朝鮮半島和台海海峽納入作戰範圍之內，殲-20戰鬥機的遠航程和高續航能力，能夠參與中國大陸周邊地區可能的戰爭。
北部戰區第三支作戰旅部署在山東省，能夠在十幾分鐘直達朝鮮半島空域，在45分鐘左右飛抵台海空域作戰和戰力巡航任務，同時殲-20戰鬥機也有能力支援東部戰區和南部戰區，深入南海和東海空域作戰。
在第55航空旅部署殲-20戰鬥機前，北部戰區的第8航空旅已接收殲-20戰鬥機，中國解放軍空軍每個月就有一個航空旅列裝新戰機，這也符合估計殲-20戰鬥機的生產速度。
中國的殲-20戰鬥機跟美國的F-35戰鬥機算是全球並列，無論是生產速度還是科技水準屬於第五代戰鬥機，特別是航空電子設備方面，形成各自的聯盟。
以殲-20戰鬥機服役速度，去年南部南區的第5航空旅接收殲-20戰鬥機，並使用殲-20戰鬥機取代單座版的殲-10B和雙座版殲-10AS戰鬥機，接著就是中部戰區的第172航空旅由測試版殲-20戰鬥機換裝殲-20A戰鬥機。
中國大陸的殲-20戰鬥機初期採用俄制AL-31FM2發動機，無法進行超音速巡航，這款發動機也部署在早期版本的殲-10A和殲-10B戰鬥機、殲-11A和殲-11B戰鬥機上，隨著中國研製渦扇-10發動機技術日趨成熟，不同型號的發動機先後服役，如渦扇-10A，渦扇-10B和渦扇-10C，加上向量版渦扇-10發動機。
自2019年中國製造的所有殲-20戰鬥機，都是增強版殲-20A戰鬥機，擁有隱形能力和更可靠的渦扇-10C發動機，並有超音速巡航能力。
殲-20戰鬥機已能夠戰巡東海和南海，在運油-20空中加油機的支援，作戰航程和作戰半徑也將提高，殲-20戰鬥機最大優勢在於隱形能力和超視距攻擊作戰能力，配備有源相控陣列雷達，最遠距離超過400公里，內置彈倉可配備4枚PL-15長程空對空飛彈和2枚PL-10近距格鬥彈，其中PL-15遠程空對空飛彈採用小直徑有源相控陣列雷達和雙脈衝固體發動機，最遠射程超過200公里。
殲-20戰鬥機各種改良版也在進行中，研製雙座版的殲-20AS戰鬥機和殲-20B戰鬥機就是例證，殲-20AS戰鬥機將是首款雙座佈局的隱形戰鬥機，採用縱列式雙座佈局。
殲-20戰鬥機將是未來中國解放軍空軍最主要的空戰力量，目前裝備超過200架殲-20戰鬥機，預計中國將裝備500-700架各種版本的殲-20戰鬥機，配合殲-35隱形戰鬥機，將是亞洲地區重要的空軍力量。