從某種意義上說，如果殲5的歷史可以看作新中國空軍驚天動地的誕生史，殲6的歷史，則是一部新中國空軍曲折艱難的成長史。
作為一種服役時間超過40年，並在近30年的時間裡一直擔當主力的戰鬥機，殲6是獨一無二的。不僅在中國，在世界空軍史上也沒有任何一種戰機有如此“榮譽”。
在仿製成功殲5之後，新中國航空工業把目標投向了超聲速飛機制造技術，開始計劃從蘇聯引進米格-19進行仿製。
按照當時的標準，米格-19屬比較先進的超聲速戰機，其技術水平也較殲5大大增加。1957年10月，中蘇兩國簽訂協議，蘇聯向中國出售米格-19的製造技術。當時該機有米格-19S型(晝間殲擊型）米格-19P型（全天候截擊型）、米格-19PM型（以導彈為武器的全天候截擊型)3個型別，這3種型別我國都曾購買過。但經過研究，決定仿製米格-19P，併購買了該型飛機和發動機的整套圖紙資料，確定在瀋陽飛機制造廠和瀋陽發動機廠生產。
自1958年2月起，米格-19P的圖紙陸續抵達瀋陽飛機制造廠。8月，米各-19P的試製工作正式開始。米格-19P進氣口前緣上脣有突出的雷達天線罩，進氣道中央有錐形雷達天線罩，二者均為玻璃鋼材質，RP-1型雷達的搜索天線和測距天線就分別裝在裡面。機翼翼根安裝兩門23毫米航炮，翼下可掛火箭發射器、副油箱等。我國當時命名為東風103飛機，當時正處於“大躍進”時期，為了落實“快速試製”的方針，瀋陽飛機制造廠和瀋陽發動機廠在試製中除圖紙採用蘇聯的以外，工藝技術資料主要由自己編制，並且全部使用自己製造的生產工藝裝備。1958年12月17日，首架東風103首飛成功。1959年4月26日，國家鑑定委員會正式鑑定驗收。整個試製週期比米格-17F縮短了大約一半。然而，試製遺留的質量問題很多，而且在國家鑑定委員會正式鑑定驗收之前，工廠已經投入了大批生產。交付部隊後該機被稱為五九式甲型殲擊機，該機後被正式命名為殲6甲型飛機。鑑於質量問題嚴重，殲6甲被迫於1961年1月停產。瀋陽發動機廠於1958年上半年開始根據蘇聯提供的RD-9B發動機的技術資料開始試製，第一臺發動機於年內組裝完成，1959年3月通過鑑定試車，經國家鑑定委員會鑑定驗收、批准投產，命名為渦噴6型發動機。為了更快滿足部隊換裝需要，1958年8月南昌飛機制造廠和株洲發動機廠也同時開始了米格-19P型及其RD-9B發動機的仿製。1959年9月28日，南昌飛機制造廠仿製成功的米格-19P成功首飛，11月28日通過國家鑑定，隨後生產了7架。株洲發動機廠仿製的發動機也通過了100小時試車，並進行了小批生產。
就在即將開始試製米格-19P的時候，空軍開始入閩作戰。通過實戰檢驗，空軍部隊認為部隊需要大量靈活機動的殲擊型（即米格-19S）而不需要很多相對笨重的截擊型（米格-19P)。由於我國沒有購買米格-19s的圖紙資料，加之米格-19P型和S型在機體結構上相差不大，瀋陽飛機制造廠遂決定自己在米格-19P的基礎上進行改進設計，以滿足部隊對殲擊型的急需。新機被命名為東風102，前機身參照米格-19S樣機設計並有所改動，後機身則完全照搬米格-19P，機翼按照來格-19S型進行測繪，但最重要的強度計算工作當時卻未進行。
1959年2月，國家鑑定委員會對改型設計僅進行了粗略設計審查之後就倉促決定生產該型飛機，這為該機後來出現的嚴重問題埋下了伏筆。1959年9月30日，首架東風102原型機首飛成功，飛行性能接近米格-19S。東風102飛機的進氣道隔板上有一個鋁製的整流錐，空速管與東風103飛機一樣在右翼翼尖，機頭右側和兩翼翼根處各安裝1門30毫米機炮，機翼下有一對前伸掛樑。1962年第一批東風102交付部隊試用，被命名為五九式殲擊機。試用期間東風102暴露出存在機體強度不足、整機嚴重抖動等問題，無法正常使用，在生產了33架之後只好停產。
南昌飛機制造廠還按蘇聯提供的圖紙資料進行了米格-19PM型全天候導彈截擊型的仿製。當時該機被命名為東風105，是我國生產的第一種也是唯一一種全天候純導彈截擊機。1960年9月，採用自制零件的東風105開始進行部件裝配，但這時由於航空產品質量普遍急劇下降，年底開始整個行業的全面質量整頓工作，東風105沒有繼續總裝和試飛，直到1963年採用自制零件的東風105才進行了試飛。1964年，東風105開始投產並交付，被命名為殲6乙型，也稱為五九式乙型。到1967年6月22日正式停產，殲6乙共生產了19架。殲6乙全部以導彈為武器，沒有裝備機炮。其進氣道脣口上緣和進氣道中央有容納雷達天線的玻璃鋼罩，空速管在右翼前緣翼尖。機翼上安裝了4個前伸的固定導彈發射架，可攜帶4枚無線電指令制導的“霹靂”1型空空導彈。
在試製米格-19的時候，我國正處於“大躍進”時期，在航空工業中也出現了嚴重的“高指標”、“瞎指揮”現象。由於不按照科學規律辦事，盲目地快速試製，生產過程管理混亂、試製尚未過關就倉促投產，導致米格-19在試製中出現了嚴重質量問題。1959到1961年3年中生產的米格-19及發動機沒有一架（臺）是合格的，數百架飛機積壓在工廠裡無法交付，不但造成鉅額浪費，還嚴重耽誤了飛機裝備部隊的時間。
鑑於當時航空產品質量嚴重下降的混亂狀況，1960年11月航空工業局決定瀋陽飛機制造廠馬上停產，開展全面質量整風。隨後決定重新試製米格-19S。與此同時，瀋陽發動機廠也開始了RD-9B發動機的重新試製。1963年8月全部使用優質零件的第一架米格-19S靜力試驗機01號機總裝完畢，10月順利通過了靜力試驗。第一架試飛原型機於1963年9月總裝完畢，9月23日首飛成功。後續試飛證明飛機性能完全達到設計標準。1963年12月5日，經國家鑑定委員會批准設計定型，正式投入批生產，結束了航空工業多年製造不出優質作戰飛機的局面。這也標誌著我國真正學會了試製比較複雜的航空產品的能力，為以後的改進設計打下了堅實的基礎，是中國航空工業技術水平和生產能力的一次巨大飛躍。優質過關的殲6被命名為殲6丙型，也稱為殲6基本型。1964年6月28日，首批殲6交付部隊使用。除了瀋陽飛機制造廠外，貴州雙陽飛機制造廠也生產過殲6。到1986年停產為止，殲6基本型共生產了3240架，是我國生產量最大的殲擊機型號、成為我國空軍及海軍航空兵上世紀六七十年代的主力殲擊機。
殲6基本型的總體佈局採用單座雙發，機頭進氣，大後掠梯形中單翼的佈局形式，機身採用全金屬半硬殼結構，機翼為全金屬中單翼，機翼後掠角在翼弦25%處為55度，採用這樣大的掠角提高了臨界馬赫數，可以獲得較好的高速性能。翼展為9.04米，翼面積25平方米，展弦比為3，24。採用全動水平尾翼，翼尖設有防顫振配重，後掠角與機翼的後掠角相同均為55度。垂直安定面前方有較大的背蠟，提高了方向穩定性。起落架採用前三點佈局。
起落架由液壓系統收放，同時還有一套備用的應急冷氣放下系統。動力裝置為兩臺渦噴6型軸流式渦噴發動機，該發動機是瀋陽發動機廠仿製的蘇聯的RD-9B，最大推力2600千克，加力推力3250千克。駕駛艙為氣密座艙，內裝火箭彈射座椅。
飛機的操縱系統由水平尾翼、方向舵、副翼、襟翼、減速板及副翼調整片等組成，為了縮短飛機的著陸滑跑距離採用了減速傘。最初殲6的減速傘艙位於後機身下部，後期生產的殲6改變了減速傘艙的安裝位置，將其上移至垂尾根部，使飛機可以在前起落架未接地的情況下放出減速傘，著陸滑跑距離大大減少。機載無線電設備包括通信電臺、雷達測距器、無線電高度表、陀螺磁羅盤、信標接收機、敵我識別器等，儀表設備包括駕駛領航儀表、發動機儀表以及飛機附件儀表等。飛機左右機翼根部和機身頭部的右下側各裝1門30毫米30-1型機炮，翼下掛架可攜帶2組或4組57毫米火箭彈發射器，也可掛載50-250千克級航空炸彈，可執行簡單的對地攻擊任務。受當時歷史條件的制約，殲6設計時主要考慮的是戰術性能，尤其是以突破聲速為主要目標，而對飛機的可靠性、維修性考慮得較少。
殲6基本型裝備空軍和海軍航空兵後屢建戰功，從1964年8月到1969年底，先後擊落了RF-101、A-3B、A-6A、RA-3D、F-104C、F-104G、F-4B、F-4C等許多當時頗為先進的美製作戰飛機，在國土防空作戰中屢立戰功。
此後，瀋陽飛機制造廠又在殲6基本型基礎上發展出一系列的改進型。由於美軍的高空無人偵察機自1964年8月開始頻繁對我境內進行偵察活動，其飛行高度達18000~20000米，而殲6基本型實用升限卻不足18000米，在攔截時稍有不慎就會造成失速。為了更好地打擊高空無人偵察機，決定研製升限更大的殲61型。在殲61型換裝了推力更大的渦噴6甲發動機，襟翼面積增大了0.6平方米，拆除了著陸燈、信號槍、防彈鋼板、氧氣瓶等不必要的設備並採用薄壁油箱以儘可能減輕飛機重量，取消機翼的兩門航炮，只保留機頭右下方的航炮。這些措施使飛機減重485千克，升限可達18500米。由於殲61型的改裝效果不佳，只改裝了12架。後瀋陽飛機制造廠又在殲61基礎上進一步發展出殲61型，提高了升限和最大平飛速度，進一步增加機翼面積和減輕重量，機頭進氣道隔板上加裝一個激波錐，改善高速條件下的進氣條件並減小阻力。進氣口增加8個輔助進氣門，發動機仍採用渦噴6甲。為了加強火力，在機頭左下方增加1門23毫米航炮，並可加裝2枚空空導彈。1969年3月25日，殲6II首飛成功。由於1968年美軍停止轟炸越南北部，並於次年年底停止使用無人偵察機偵察我國邊境，加之升限更高、速度更快的殲7開始裝備，因此殲6ll僅生產了2架。
上世紀60年代末，飛機設計不再追求高空高速，轉而把提高機動性作為首要目標。殲6III就是在殲6基本型基礎上為提高機動性而改型設計的，主要目的是改善空戰機動能力和提高最大平.飛速度。1969年2月開始設計，8月5日首飛成功。殲6I採用了殲6Il的進氣調節錐，加大了進氣口的截面積。機翼面積加大1.18平方米，翼展減少0.3米，延長了翼弦，有利於提高飛機的機動性。
殲6Ill裝3門航炮，後期生產的殲6lll去掉了機頭的航炮，只保留2門機翼航炮。殲6III還將減速傘艙從機腹移至垂尾根部。與殲6基本型相比，殲6III最大平飛速度由1.35馬赫提高到1.45馬赫、最大爬升率從180米/秒提高到240米/秒，性能有了顯著改善。但由於該機未經足夠的考核就投入了批生產，在使用中發現飛機縱向操作過於敏感、進氣道鉚釘脫落以及尾部溫度過高等許多問題，被迫於1973年停產。從1975年起，出廠的幾百架殲6lll全部返修，到1980年5月才返修完畢，耗費了大量人力物力。經過改造的殲6lll稱為殲6lll改。鑑於殲6l的缺陷，同時為了加裝空空導彈，
從1974年5月起瀋陽飛機制造廠重新設計殲6III。新設計的殲6III被稱為殲6新III型。主要改進是將前機身加長，增加燃油量，換裝新的雷達測距儀。武器只保留2門機翼航炮，翼尖加裝2枚“霹靂”2導彈。該機1975年8月1日首飛成功，後因空軍不再裝備大量殲6而未投入批量生產。
在殲6晝間型發展的同時，殲6全天候型也進行了改進。為了解決部隊夜戰裝備的急需，在殲6甲飛機停產近10年後，瀋陽飛機制造廠於1970年3月又開始在殲6基本型基礎上研製殲6lV全天候殲擊機。殲6IV仍然採用殲6甲機頭雷達佈局方式，但進氣口脣口半徑減小，減小超音速阻力以更好地適應高速飛行要求。殲6lV的機翼和殲6III相同，只在翼根保留2門機炮，機翼下可掛載導彈，機動性優於殲6甲。殲6IV於1970年9月首飛成功，但由於該機存在雷達設備不過關、飛行性能未達到要求等一些重大技術問題而未投入批生產，在1971~1974年2年中一共只試生產了7架。
鑑於殲6IV全天候殲擊機的研製未獲成功，1973年12月，空軍和三機部不得不決定重新生產殲6甲全天候殲擊機。重新生產殲6甲被稱之為殲6新甲型，但生產廠由瀋陽飛機制造廠改為了當時新建設起來的貴州011基地下屬的飛機制造廠。殲6新甲型於1974年7月開始設計，1975年12月21日，殲6新甲型首飛成功。經過一系列試飛，表明飛機各項指標均達到設計要求。1977年1月8日，國家航空產品定型委員會批准殲6新甲設計定型，隨後開始了小批量生產。1977年12月開始交付部隊試用。到1983年停產，共生產殲6新甲型173架。殲6新甲型在原殲6甲基礎上重新進行了改進，後機身採用了殲6基本型的機身。機頭安裝了射雷2脈衝式瞄準雷達，雷達安裝位置沿用了原殲6甲的佈置。進氣口中心錐較原殲6甲向前移了45毫米，從而使雷達天線受進氣道屏蔽影響減弱，提高了雷達對目標的搜索和截獲跟蹤能力。在翼下副油箱的外側各加裝1個導彈掛架，可以掛載“霹靂”-2導彈。在左右機翼翼根各安裝1門30型機炮，在機翼內側掛架下還可以各掛載1個火箭發射器。原殲6甲不具備尾後半球警戒的能力，為此殲6新甲型增裝了932型尾後告警裝置，使得飛行員在空戰中能對本機後方威脅進行預警。設計了相應的雙發啟動系統，保證了2臺發動機可以同時啟動，縮短了起飛準備時間。減速傘艙也由機腹移至垂尾根部機尾罩上方的垂尾
根部，配合改進的盤式剎車系統可以使著陸滑跑距離距離縮短40%左右。座艙換裝換裝了保密性較好的敵我識別器和射擊瞄準具。通過上述改進措施，改善了飛機的戰術技術性能，總體性能優於殲6甲飛機。
除了晝間型和全天候型的研製外，殲6還發展出了相應偵察型和教練型。殲偵6是在殲6基本型基礎上改進的一種戰術偵察機，主要用於對敵淺近縱深、寬大正面目標進行照相偵察，獲取戰役戰術情報。該機先由基本型進行改裝試驗，1967年改裝成功中低空偵察型，1971年改裝成功高空晝間偵察型，1975年又改裝出高空與中低空兩用偵察機。後為滿足戰術偵察機的需要，決定1976年1月開始全新研製殲偵6，在飛機機腹下增加凸出的偵察設備艙以安裝航空相機，相機包括有光學和紅外照相機，用於晝間和夜間使用。此外還拆除機身航炮，保留2門翼根航炮用於自衛。殲偵6從1976年4月開始試飛，同年12月航空產品定型委員會批准定型投產，成為我國主要的戰術偵察機，到1984年共生產了133架。
開教6是在殲6基本型的基礎上改型開發的超音速教練機。上世紀60年代中期以後，空軍和海軍航空兵開始大量裝備殲6殲擊機。而當時國內大量使用的殲教5教練機是一種高亞聲速教練機，難以滿足飛行訓練需要。為了滿足部隊培訓超聲速飛機飛行員的需求，瀋陽飛機制造廠提出了在殲6基本型的基礎上改裝超聲速教練機的方案。1967年3月正式開始研製，1970年11月6日原型機首飛成功，1972年1月開始交付部隊試用，1973年設計定型，並被正式命名為殲教6，到1986年為止共生產了634架。殲教6與殲6基本型結構大體相同，但座艙改為串列雙座，前機身加長以增設飛行教員的後座艙，座艙蓋和前風檔加高以改善後座艙的視野。在後機復部兩側各加一固定腹鰭，以保證飛機的航向安定性。阻力傘艙上移至垂尾根部，職消了機翼上的兩門航炮，只保留了機右側下方的1門30毫米航炮，機翼下方個前伸發射樑可掛1對火箭發射器。
殲教6飛機還有兩種特殊的試驗機改型，其一是BW-1變穩飛機，該機是我國第一架電傳操縱變穩型空中試驗機。上世紀70年代，電傳操縱系統開始在戰鬥機上進行應用，而我國在這方面卻基本是一片空白。為了儘快掌握先進的電傳操縱技術，我國於20世紀70年代末期開始研製電傳操縱系統及變穩試驗機。
1980年我國第一套變穩操縱系統研製出來，並裝在殲教6上開始進行空中試驗。但由於系統技術不成熟，1984年12月4日飛機因故障墜毀。隨後改進了變穩操縱系統，重新在另一架殲教6上進行了改裝。飛機的前座艙為電傳操縱系統試飛艙，後艙為保險起見依然保留機械式操縱備份。一旦電傳操縱系統出現故障，可應急斷開電傳操縱，後艙飛行員可立即接替飛機的操縱。飛機加裝了數字式氣動變穩系統、模擬式電液伺服系統、數字式目標跟蹤顯示系統、機載數據採集記錄系統及各類傳感器，飛機還加裝了一個機腹設備艙和背鰭鼓包，以保證有足夠的設備安裝空間。1988年11月5日，BW-1變穩飛機通過技術評審，1989年4月22日首飛成功，開創了我國飛行控制技術研究的新領域。殲教6的另一試驗機改型為殲教6彈射試驗機，1976年開始研究高速彈射試驗機的改裝方案，將殲教6後座艙改裝成敞開式彈射試驗艙，可以進行多種型號救生系統的空中彈射試驗。並在前後艙之間增加一個斜密封隔框，保證了前艙的氣密性。1988年6月殲教6彈射試驗機首飛成功，1989年5月首次進行了彈射試驗獲得成功。此後殲教6彈射試驗機完成了多種彈射救生系統的鑑定試飛，為國產彈射救生系統的發展做出了貢獻。
殲六的製造成功，使我國成為當時少數能夠生產超聲速飛機的國家之一，躋身世界航空工業大國之列。但之後由於“大躍進”的影響，生產中出現了嚴重的質量問題，造成巨大的損失。由於國家航空工業整體水平落後，後續的殲7、殲8殲擊機長期無法投產、無法定型，殲6這個老兵只能不斷進行改進，但由於飛機本身技術落後，改進效果有限，無法達到質變。畢竟殲6與其作戰對手有著一代甚至兩代的技術差距，這一過程中所得到的經驗教訓值得我們深思。