Согласно недавно обнародованным воспоминаниям Лю Ву Чуэня, ветерана входящего в Чэндунскую авиастроительную корпорацию CAC проектного института (Chengdu Aircraft Design Institute, CADI, известен также как 611-й Институт), именно в 1989 г. коллективы 611-го и 601-го институтов (второй ныне является подразделением Шэньянской авиастроительной корпорации, SAC) приступили к работам по программе под кодовым названием «2-03». Лю Ву упоминает, что в июле 1993 г. китайская сторона подписала соглашение о сотрудничестве с российским институтом ЦАГИ и АНПК «МиГ» — речь шла о передаче опыта разработки самолетов с использованием систем автоматизированного проектирования и различного расчетного и моделирующего программного обеспечения. Вскоре массированный десант из нескольких десятков российских специалистов прибыл в Китай. С китайской стороны в программе принимало участие 120 инженеров и ученых из многих профильных организаций. Этот интенсивный «обмен опытом» продолжался до февраля 1994 г.
В 1995 г. информация о программе разработки китайского истребителя нового поколения впервые просочилась в печать — о ней было сообщено в информационной сводке гонконгского информационного агентства «Канва». А весной 1997 г. о существовании программы было публично объявлено уже Управлением военно-морской разведки США (ONI). ONI присвоило истребителю условное наименование XXJ (позже оно менялось на J-X и J-XX). Считалось также, что в ВВС НОАК самолет получит обозначение J-12. Ссылаясь на источники в CAC, ONI описывало самолет как многофункциональный двухдвигательный самолет, внешне напоминающий истребитель F-15. По оценкам ONI, он мог поступить на вооружение в 2015 г. Также сообщалось, что в Чэнду работают сразу над двумя конфигурациями будущего самолета — как с одним, так и с двумя двигателями. ONI опубликовало рисунок предполагаемого внешнего вида истребителя. По иронии судьбы, он был действительно весьма похож на одну из исследовавшихся итераций — но не в 611-м Институте в Чэнду, а в 601-м, в Шэньяне.
В апреле 2001 г ONI пересмотрело свои аналитические оценки и прогнозы в связи с вновь поступившей информацией — по полученным сведениям, предыдущая конфигурация истребителя была отвергнута, уступив место самолету с элементами стелс- технологий. ONI стало известно, что над проектом XXJ работают уже и в Шэньяне, и в Чэнду. Очевидно, последнее заставило разведчиков перенести ожидаемые сроки поступления нового самолета на вооружение резко «влево» — на 2010 г. ONI опубликовало новый рисунок истребителя — схему «продольный триплан», поскольку считалось, что на нее могло оказать немалое влияние начатое еще в 90-х гг. сотрудничество китайских специалистов с ОКБ Сухого и СибНИА. Предполагалось, что использование ПГО и двигателей с управляемым вектором тяги значительно увеличит маневренность XXJ. В качестве силовой установки ONI видело двигатель WP-15 тягой около 11 700 кгс, изображения которого с поворотным в одной плоскости соплом были показаны на авиасалоне «Эршоу Чайна» в 2000 г. Масса пустого самолета оценивалась в 20 000 кг, считалось, что на нем будет использована электродистанционная система управления, отработанная до этого на опытных J-811ACT и J-10.
Первые фотографии J-20, появившиеся в китайском интернете в конце декабря 2010 г. Если судить по конфигурации реактивных сопел, можно предположить, что на этом этапе самолет оснащался российскими двигателями АЛ-31ФН
В ноябре 2002 г., на очередной выставке «Эршоу Чайна» в Чжухае в видеоролике корпорации AVIC I «засветилась» продувочная модель нового двухдвигательного истребителя. По фюзеляжу с характерными очертаниями носовой части и воздухозаборникам она весьма напоминала F-22A, но имела круглые сопла. Крыло с наплывами и горизонтальное оперение были намного более традиционными, имея нулевую стреловидность по задней кромке и напоминая таковые у самолета F-16. Среди особенностей той модели — однокилевое вертикальное оперение и подфюзеляжные гребни большой площади. Угадывалось также наличие внутренних отсеков вооружения.
Видимо, на той же выставке неназванный «высокопоставленный представитель AVIC I» сообщил китайскому корреспонденту «Джейнс Дифенс Уикли» Ихуну Чану, что в качестве подрядчика по работам над тяжелым истребителем нового поколения выбрана корпорация SAC. Чану были продемонстрированы фотографии продувочных моделей. Впоследствии в ряде телевизионных репортажей и публикациях AVIC I и SAC появились рисунки, видимо, последующих итераций данного самолета — менялась конфигурация и размер наплывов, вертикальное оперение стало двухкилевым, а подфюзеляжные гребни исчезли. Можно предположить, что прессе просто показывали уже отправленные на том этапе «в корзину» итерации JXX первоначально прорабатывавшейся нормальной схемы. А вот информация ONI о «продольном триплане» скорее всего, была верной (надо отметить, что ONI редко когда ошибалась в своих прогнозах, и еще в 1997 г. — за год до первого полета — довольно точно описало внешний вид будущего J-10).
С не меньшей периодичностью в официальных источниках появлялись изображения и возможных концепций будущего истребителя от CAC и 611-го Института в Чэнду. Так, на том же авиасалоне в Чжухае в 2002 г. в буклете CAC была опубликована 3D-модель истребителя-среднеплана, выполненного по схеме «утка» с треугольным крылом и вынесенным вверх передним горизонтальным оперением, подфюзеляжным воздухозаборником с вертикальным клином торможения и V-образным оперением малого удлинения, размещенным на хвостовых балках. Причем развал вертикального оперения был настолько большим, что можно было уже говорить не о схеме «утка», а снова о пресловутом «продольном триплане». Многим, тем не менее, самолет подозрительно напомнил «Изделие 1.44» фирмы «МиГ» — прототип умершей после распада СССР программы Многофункционального истребителя МФИ. Последнее не замедлило сказаться на появлении уверенности в более чем тесном и успешно продолжающемся сотрудничестве китайских и российских специалистов. Однако, как известно, китайские авиаконструкторы всегда ревностно относились к заявлениям о том, что им кто-то помогает. Так, в ряде интервью «отец» истребителя J-1 °Cун Вэнкун в ответ на предположения об активном участии израильских и российских специалистов в создании этого самолета не уставал повторять, что «припроектировании планера самолета никакой помощи со стороны иностранных специалистов не было». В качестве аргумента Сун приводил опыт работ института над проектом перехватчика J-9, начавшихся еще в 60-х гг. Действительно, финальные итерации J-9, как и J-10, имели схему «утка». Но в свое время проект J-9 был закрыт в пользу менее радикального шэньянского J-8.
В 2004 г. в очередном буклете 611-го Института появилась еще одна «утка» среднепланной схемы. Развал увеличившегося по площади оперения у нее стал заметно меньше, подфюзеляжный воздухозаборник был заменен на боковые, на которых «осело» ПГО. В том же году в интернет случайно попала фотография более свежей итерации самолета — у него появились узкие оживальные наплывы крыла и характерные «клыки» воздухозаборников, зато исчезли хвостовые «ласты». Достоверность изображения стала оцениваться еще выше после того, как осенью 2005 г. продувочная модель практически такой же конфигурации случайно оказалась на снимке, сделанном во время визита очередной высокопоставленной партийной делегации в Чэнду. Тогда же директор 611-го Института Ян Вэй заявил, что некий «важный прототип» совершит свой первый полет в течение пяти лет.
Достаточно долго предполагалось, что больше шансов на выигрыш в конкурсе на новый истребитель имеет Шэньянская корпорация, однако в августе 2008 г. предпочтение было окончательно отдано проекту из Чэнду. Выигрыш CAC можно объяснить несколькими причинами.