J-20 töötati välja nn J-XX programmi raames 1990. aastatel ning selle esimene lend oli 2011. aastal.[8] Lennukit esitleti ametlikult 2016. aasta Hiina õhumessil ning see jõudis teenistusse 2017. aastal.[9][10] 2018. aastal formeeriti esimene J-20 üksus ning sellega sai Hiinast teine riik maailmas, kes võttis kasutusse varitsuslennuki.[11]