殲-16於2011年10月在瀋陽首飛成功，是中國空軍寄予厚望的3.5代「雙重任務戰鬥機」。「一機多型」，任務彈性大、擴展性強。
2016年11月已經正式批量部署在甘肅酒泉鼎新空軍基地，大大提高了我軍的綜合作戰能力，尤其是對航母戰鬥群的打擊力。
殲16主要承擔我軍未來的中遠程對地精確打擊任務。對空方面，殲-16可掛載PL-10格鬥彈、PL-15中距彈，以及在中國軍網對「紅劍-16」演習報道中曝光的PL-X超遠程反輻射空空飛彈。這些新一代空對空飛彈在殲-16機載AESA雷達，或是中國空軍各型預警機通過數據鏈的引導下，可以爆發強大戰鬥力。所以，殲-16在對戰3.5代（含）以下戰鬥機時優勢比較明顯，而且也是反預警機、電子戰飛機的一把好手。
對地對海方面，殲-16最早流傳出來的綽號就是「炸彈卡車」。除了能掛載較大量的雷射、衛星制導炸彈，中國空軍彈藥庫里的現役空地、反輻射等飛彈，殲-16也大都能攜帶。 同時，達到世界先進水平的AESA雷達、航電系統、導航系統、戰術數據鏈等，可幫助殲-16獲得更強大的戰場感知能力，令其更好地融入中國空軍作戰體系，更好的發揮空中打擊網絡重要節點作用。
和殲-16和殲轟-7B的掛載方案對比。掛載能力有很大提升。
可以攜帶鷹擊91飛彈、鷹擊12飛彈，可以很大程度打擊航母和宙斯盾級戰艦。
殲16彈藥靜態展示，相當威武。
殲-16掛載的PL-X超遠程反輻射空空飛彈。
在7月30日建軍90周年閱兵中，殲16也首次亮相，與殲11B表演釋放干擾彈。充分顯示它在軍中的地位。
有資料稱，我國在未來將裝備至少300架殲-16多用途戰鬥機，這既補充了我國重型機隊，又組成了一支可畏的戰術轟炸機力量。未來至少十年內，數量龐大、打擊能力強悍的殲-16機將是未來空軍「攻防兼備」作戰的核心力量。