10 marca 2017 roku, chiński kanał telewizji państwowej podał informację o przyjęciu maszyny na uzbrojenie Sił Powietrznych Chińskiej Armii Ludowo-Wyzwoleńczej. Nie jest wiadome ile maszyn zostało przyjętych, ale wstępne, nieoficjalne szacunki mówią o sześciu do tuzina samolotów. Mimo wejścia J-20 na uzbrojenie, nieoficjalnie wiadomo, że konstruktorzy maszyny nadal borykają się z problemami układu sterowania, powłoki pochłaniającej fale radarowe, której jakość nie spełnia oczekiwań, i brakiem docelowych silników WS-15Chiński J-20 w służbie, „Lotnictwo”, nr 4-5 (2017), s. 6, . 9 lutego 2018 roku chińskie media podały informacje o uzyskaniu przez samolot gotowości operacyjnej. Z drugiej strony przyjęta na uzbrojenie maszyna podlega pewnym ograniczeniom. Liniowy J-20 napędzany jest przejściowym silnikiem WS-10B o niewystarczającym do potrzeb ciągu. Ogranicza to manewrowość samolotu, zasięg a w przypadku wystrzeliwanych z pokładu rakiet, skraca ich zasięg z uwagi na zbyt małą energię początkową nadaną przez samolot. Pierwsze maszyny znalazły się na stanie jednej z eskadr 9. Brygady LotnictwaChińskie J-20 w gotowości operacyjnej, "Lotnictwo", nr 4 (2018), s. 4, .