Первый опытный J-16 поднялся в воздух в конце 2011 года. В отличие от J-11BS и подобно Су-30МК2 он получил двухколесную переднюю опору шасси, штангу дозаправки слева перед кабиной (одновременно была сдвинута вправо оптико-локационная станция), новые рули направления увеличенной высоты. Но главные усовершенствования крылись внутри. Важнейшими стало применение новой РЛС с АФАР, более современной системы индикации в кабинах летчика и оператора системы управления вооружением, включавшей по два больших многофункциональных индикатора, а также существенное расширение номенклатуры применяемых средств поражения. В ее состав, помимо уже применявшихся на J-11B китайских ракет PL-8 и PL-12, должны были войти новые управляемые ракеты ближнего боя PL-10 и средней дальности PL-15, а также разнообразное высокоточное оружие класса «воздух–поверхность»: ракеты KD-88А, YJ-83K, YJ-91, управляемые авиабомбы различных калибров и типов.
Первая партия серийных J-16 поступила на вооружение ВВС НОАК в 2015-м. По данным издания Military Balance, к началу этого года в войсках имелось уже более 170 самолетов J-16, которыми были укомплектованы пять авиационных бригад ВВС НОАК.
Стоит заметить, что если двухместный многоцелевой истребитель J-16 впервые показывается в полете и на стоянке авиасалона в Чжухае только в этом году, то созданный на его базе специализированный двухместный самолет прорыва ПВО и радиоэлектронного противодействия J-16D – своего рода аналог американского EA-18G Growler – дебютировал в статической экспозиции еще прошлой Airshow China, проходившей с 28 сентября по 3 октября 2021 года.
На концах крыла у него штатно устанавливаются крупные контейнеры с аппаратурой радиоэлектронной разведки и РЭП, часть подобного оборудования также размещается внутри планера (о чем свидетельствует большое число новых антенн в разных его частях) и в сменных подвесных контейнерах. При этом, в отличие от истребителя J-16, с самолета сняты оптико-локационная станция перед кабиной экипажа и пушка – они для его нового назначения признаны уже не нужными. Считается, что для борьбы с воздушными целями в случае необходимости он сможет использовать ракеты средней дальности PL-15 с активными радиолокационными головками самонаведения, но основным «оружием» J-16D являются мощные станции активных радиоэлектронных помех различных типов. Кроме того, для поражения обнаруженных радиолокационных станций могут использоваться управляемые ракеты класса «воздух–РЛС».
Прототип J-16D поднялся в первый полет в Шэньяне 18 декабря 2015 года, а первые серийные машины этой модификации поступили на вооружение ВВС НОАК в начале 2019-го. На стоянке Airshow China 2021 демонстрировался J-16D с серийным №0109, на нынешний авиасалон в Чжухае, помимо двух истребителей J-16, также прибыл J-16D, но уже с серийным №0205 (на фото ниже).
