圖：殲-20彈艙可裝載4枚中遠距空空導彈和2枚近距格鬥彈。
2018年，殲-20開始列裝空軍作戰部隊，其後陸續整建制列裝東部戰區空軍航空兵第9旅以及北部戰區空軍航空兵第1旅，打造了兩個「威龍旅」，成為殲擊機部隊中的兩支精銳勁旅，帶動空軍高端武器裝備轉型升級。
兩支部隊都是空軍的王牌部隊。空9旅下轄的第一大隊就是以原空軍司令員王海上將命名的「王海大隊」，經常在武器更新換代時「飲頭啖湯」，是中國空軍第一支換裝殲-7、換裝蘇-27SK、換裝蘇-30MKK的部隊。空1旅一大隊則是空軍第一支作戰部隊，近些年曾4次獲得空軍對抗空戰考核團體第一名，2020年八一建軍節被中央軍委授予「強軍先鋒大隊」稱號。
在空軍現役戰鬥機陣容中，殲-20與殲-16、殲-10C並稱為「三劍客」，多次同框進行體系化空戰訓練。作為重型隱身戰機的殲-20，是空軍的首席「佩劍」，是打造戰略空軍的「頭雁」。
