Китай разделён на восемь военных воздушных округов. Командная структура организована на региональном уровне. Каждая авиадивизия имеет 120 истребителей, сведённых в три полка. Каждый полк имеет три бригады по 15 самолётов в каждой. Структура авиадивизии позаимствована китайцами у СССР. На пике производства более 40 полков были вооружены J-6.
В 1960-х и начале 70-х годов J-6 составляли основу подразделений ПВО Китая. В 1964 и 1965 годах было сбито два самолета-разведчика RF-101 "Voodoo", кроме того жертвой J-6, принадлежащего ВМС, стал тайваньский F-104. В 1967 году два "Интрудера" А-6, принадлежащих флоту, были сбиты J-6 в районе острова Хинань в Тонкинском заливе. Согласно китайским данным, при попытке нарушить воздушные границы Китая было сбито четырнадцать иностранных самолётов.
J-6 также были развернуты вдоль советско-китайской границы после вооруженного инцидента на острове Даманский в 1969 году. Некоторое количество J-6 принимало участие в неудачном китайском вторжении во Вьетнам в феврале 1979 года. В период между июлем 1977 года и ноябрем 1987 года пять пилотов ВВС НОАК совершили на J-6 успешные побеги на Тайвань или в Южную Корею. Примечательно, что батареи зенитных ракет, расположенные вдоль китайского побережья, предназначены не только для борьбы с "империалистами", но и для уничтожения своих "искателей свободы". 7 июля 1977 года командир эскадрильи Фан Юань посадил свой J-6 "3171 красный" на авиабазе Тайнань на Формозе (Тайване), став первым пилотом, успешно перебежавшим на Запад. За ним 16 октября 1982 года последовал By Юнгкен, J-6 "23220 красный" которого приземлился на аэродром К-16 около Сеула. 21 февраля 1986 года 26-летний пилот Чен Паочжун отделился от группы J-6, совершавших тренировочный полет, и направился к южнокорейской авиабазе Сувон. Его J-6 "3280 красный" остался в Корее, а сам летчик перебрался на Тайвань. 24 октября 1986 года командир эскадрильи 15-го полка авиации флота перелетел в Южную Корею, а последним перебежчиком стал пилот из 145-го полка, приземлившийся в Тайване 19 ноября 1987 года.
Шеньян JZ-6
В 1966 году авиазавод в Шеньяне начал работы по превращению J-6 в тактический разведчик, оснастив машину камерами, снимавшими в видимом диапазоне и в инфракрасном для разведки ночью. В 1967 году началось мелкосерийное производство машины, которая получила обозначение Шеньян JZ-6.
Самолёт непрерывно дорабатывался и в 1971 году был создан вариант JZ-6 для высотной разведки. В 1975 году была создана ещё одна модификация, способная вести разведку как на больших, так и на малых высотах.
Шеньян J-6A
Авиазаводу в Наньчане была поставлена задача наладить выпуск лицензионных вариантов МиГ-19П и МиГ-19ПМ. Первый самолёт, собранный в Наньчане, поднялся в воздух 28 сентября 1959 года, его пилотировал Ван Юхай. Было построено семь самолётов, после чего производство пришлось остановить из-за низкого качества истребителей.