Первые 60 F-6 были "пожертвованы" Пакистану Китаем, и пакистанские пилоты перегнали эти машины из Хотана в Китае в конце декабря 1965 года. Эти истребители поступили на вооружение 25-й эскадрильи "Eagles" в Саргодхе. Самолёты были представлены публике во время парада в честь Дня Республики в марте 1966 года. Все самолёты первой партии, поставленной Пакистану, не имели тормозного парашюта в основании киля, а на стволах пушек НР-30 были установлены дульные тормоза советского образца. Все машины имели цвет натурального металла. Передача КНР 60 истребителей F-6 Пакистану была связана с тем, что китайцы также имели пограничные проблемы с Индией, и им было выгодно, чтобы Пакистан оттянул часть внимания индусов на себя.
F-6 сыграли важную роль при обеспечении ПВО и непосредственной поддержке войск во время индо-пакистанского конфликта 1971 года. Утром 4 декабря ВВС Индии начали операцию по нанесению массированных ударов по пакистанским аэродромам, в которой участвовало около 70 "Хантеров" и Су-7. Лейтенант Кази сбил "Хантера" над Мианвали - это была первая победа пакистанского F-6. В тот же день лейтенант Латиф сбил Су-7, а лейтенанту Сар-фразу удалось повредить другую "сушку". Мощные 30-мм пушки F-6 хорошо показали себя во время вылета на непосредственную поддержку войск. Тогда в одном из секторов обороны их огнём было уничтожено восемнадцать орудий и склад боеприпасов противника. F-6 продолжали летать на штурмовку на всём протяжении конфликта.
7 декабря 1971 года лейтенанты Атиг и Мушаф встретили четвёрку Су-7 и сбили два из них. Но война - это не только победы, в тот же день F-6 лейтенанта Ваджида Али был подбит зениткой и пилот попал в плен. 11 декабря жертвой зенитки стал F-6 Шахида Роза.
8 начале 1972 года китайцы подарили Пакистану ремонтное предприятие для F-6, которое разместилось в Камре. До этого времени F-6 отправлялись на ремонт в Китай, причём глубокая модернизация планера самолета занимала от двадцати месяцев до двух лет. Формальное открытие ремонтного предприятия состоялось 8 ноября 1980 года. В Камре был разработан 1140-литровой подфюзеляжный топливный бак для F-6. Он предназначался для замены двух подкрыльевых баков, освобождая узлы подвески для вооружения. Конструкция оказалась настолько удачной, что её стали использовать китайские ВВС. В Пакистане был налажен выпуск запасных частей, так что из Китая приходилось импортировать не более 40% нужных деталей.
Ещё 125 F-6 было продано Пакистану по очень выгодной цене. Поставки этих самолётов начались в 1978 году, они уже были оснащены контейнером тормозного парашюта в основании киля.
В Пакистане F-6 состояли на вооружении 15-й, 17-й, 23-й и 25-й эскадрилий. Между пакистанскими F-6 и китайскими J-6 имелся ряд отличий. Катапультное кресло заменили британским Мартин-Бейнер PKD 10. Мачту антенны справа от кабины сняли, заменив её антенной в носовой части по правому борту. На пакистанских F-6 так же имелись дополнительные пилоны под крылом, на которые подвешивались американские ракеты воздух-воздух AIM-9 "Сайд-виндер". Эти пилоны устанавливались во время ремонта в Камре.
Постепенно пакистанские F-6 выводились из подразделений первой линии, где их заменяли истребители F-16 и F-7P. Но из-за высокой скороподъемности F-6 большое число этих машин было сохранено и использовалось для охраны авиабаз.