双座版的歼-20，已被正式命名为“歼-20S”，它是歼-20隐形战斗机的最新变体，装备了大推重比和大推力的国产涡扇-15（WS-15）发动机。在第十五届珠海航展（2024年11月12日至17日）上，中航工业展出了这款全新型号的歼-20缩比模型，显示其座舱尺寸较大，能纵向容纳两名飞行员。
机上装备有技术先进的氮化镓有源相控阵雷达、分布式光学孔径系统、先进的电子战系统等，具备强大的态势感知、电子干扰和战术指挥控制能力。
歼-20S，绝对不是一款简单的培养歼-20战斗机飞行员的一架教练机，它保留了歼-20的机腹内置弹舱和侧弹舱，能携带霹雳-15（PL-15）远程空空导弹和霹雳-10（PL-10）近距格斗空空导弹，执行极其重要的制空作战任务。
一般认为歼-20S的前座飞行员负责飞行操控，确保战机的安全航行和机动性能；后座飞行员则负责各种复杂的电子设备的操作，处理来自机外和机上传感器的大量信息，作出更准确的判断和决策，提升整个作战体系的智能化水平。
关键是后座飞行员将协调、指挥和控制6架左右的“忠诚僚机”，即高度智能化的无人机实施作战，通过分布式任务分配算法，实现 “1+6” 编队的战术协同，同时还承担战场态势管理及多域数据融合等任务，充分发挥歼-20S的作战能力。
歼-20S，是类似F-14的双座版战斗机，有别于“雄猫”的是，它具备出色的隐形性能，即将正式入列中国空军，以支持飞行员决策、识别目标、跟踪威胁甚至可能的直接打击，对于实现战略转型的中国空军具有重大的装备价值和战略意义。
此前，就有国内的学者和专家认为，双座版歼-20作为歼-20的变体，可能是专门为电子战而设计的。它的最大起飞重量远超单座版的歼-20，就不太适合空对空战斗或高速空中机动。
将歼-20S运用于电子战、指挥僚机无人机作战或实施对地轰炸，或许更能发挥双座版歼-20的特长。双座版的歼-20战斗机，将很快在飞行员的支持下飞行，表明它即将陆续服役中国空军。
现在，外界对于歼-20S战斗机入列以后的用途，提出了一个全新的观点，中国人民解放军空军设想歼-20的任务更像是一个“炸弹卡车”，而不是“混战”的制空机动作战平台。
勇士专家网站5月18日，就发表了该网站总裁克里斯·奥斯本的文章，称双座版的歼-20，能够大幅提高其弹药的携带能力，可以使用27988磅（约12.61吨）的内部和外部武器进行运作，而F-35即便在“野兽模式”挂载状态下，也只允许携带18000磅（约8.16吨）的弹药。
此说若能够成立的话，表明歼-20S最大弹药携带量，相当于中国空军现役空地打击主力——轰-6K“战神”轰炸机了。对于一款战斗机而言，12.61吨的弹药携带量，这确实是非常了不起指标。
考虑到歼-20S在内油的状态下，它的航程最起码超过4000公里，让其拥有了强大的空地打击能力，能对目标实施大规模轰炸，有了相当于轰-6K轰炸机的打击效果。
歼-2S如果采用这种作战概念进行运作，那么解放军空军将优化空对地瞄准和轰炸是有道理的。鉴于100余架F-22“猛禽”机队的规模，要比庞大的数百架F-35“闪电Ⅱ”机队小得多。
也因此双座版歼-20战斗机其实不必挑战F-22的机动性或空中优势，有中国空军现役数百架单座版歼-20隐形战斗机就足以应对，那么歼-20S将旨在与F-35进行竞争，无疑将威胁到以对地攻击为主兼具空战的F-35联合攻击/战斗机的安全。