Persenjataan J-20 diangkut secara internal dalam sebuah hulu terpusat yang diyakini mengusung empat unit rudal udara diluar jangkauan visual (BVRAAM). Pesawat satu awak ini disebut-sebut mendapat tenaga dari mesin Shenyang WS-10 buatan dalam negeri Tiongkok atau Saturn AL-31F buatan Rusia.
Tahun lalu, Institut Riset Elektro-Optik Luoyang (LEOC) mengumumkan rudal udara jarak pendek PL-10 yang mereka rancang sudah hampir selesai. Menurut kepala perancang rudal, Liang Xiaogeng, PL-10 memiliki jarak 12 mil (19 kilometer) dan membawa teknologi pelacak citra inframerah berelemen ganda dengan tambahan kemampuan anti pencegatan (jamming).
