在进入90年代后，世界局势的变化对歼-10战斗机的研制产生了巨大影响。刚开始时，歼-10是一个中西"亲近"的项目。随着八十年代末一系列事件的发生，中国没有了从西方获取技术支持的途径，于是再次转向俄罗斯寻求技术支持。其中最为主要的项目是在引进消化西方先进战斗机发动机，进而研制国产发动机的尝试遇到挫折的情况下，先行引进俄罗斯AL-31FN发动机作为应急之用，以便歼-10项目能够进一步推进下去。
最终，歼十1001号原型机1994年开始建造，1998年3月23日首飞（已送至航空博物馆展出） 依照惯例02号原型机用于地面测试。1999年12月歼-10开始在西安试飞院进行飞行测试。 2002年6月首架装备俄制发动机的歼-10小批量生产型号首飞。中国官方公布2003年歼-10生产型正式交付。2003年12月歼-10双座型号原型机首飞（双座型原型机已送至航空博物馆展出）。 2004年隶属成都军区驻守云南的中国空军44师131团换装歼-10战机，成为中国空军第一个装备该型战机的部队。2005年首次出现了带有空中加油探头的歼-10战机。 2008年11月5日在中国珠海航展上首次对民众亮相。 歼-10战机衍生出单座及双座型号，航电系统基本由国内研发生产。
歼-10采用鸭式布局，翼身融合。通过精心设计主翼与机身中部结合处的曲面，既增加了机内容积（用于载油、装备，以及为尔后发展预留空间），也有效利用了它带来的空气动力增升效果。主翼后部机身两侧没有安排其他结构，这再次体现了翼身融合的设计理念，只是在尾喷管前端机腹下加装了两片外斜腹鳍。这两片腹鳍用于战机大迎角飞行时，配合高大的垂直尾翼保持飞机的稳定性。与"狮"相同的是，歼-10也设计了四片减速板，其中两片位于机身上部主翼后方，其余两片仅位于机尾下部腹鳍之间。
歼-10的进气道位于机腹下，由调节板（位置在边界层分离板的后方）构成进气道的前部，这为发动机提供了不同飞行状态所需的气流，更加适合高性能空中作战。此外，可调节进气道所增加的高效整流压缩能力（在1.5M时为5%，在1.8马赫增加至15%，在2M时为25～30%）极大地提高了飞机超音速飞行时的发动机推力，从而使飞机获得更好的爬升和高速性能。这种进气道布局的不足主要包括隐身效果欠佳（这也是所有机腹进气道布局飞机的通病）、重量偏大且结构复杂（F-16为此增重80～100公斤）和生产费用增加，同时调节板的动力和调节系统还加大了飞机的维护负担。
歼-10采用三具彩色下显，加一具平视显示器的座舱布局。其中两具下显显示飞航和武器状态，一具较大的下视显示器用于输出脉冲多普勒雷达传回的数字地图，以及切换平显的显示图像。因为歼-10显示设备布局方案在90年代初已经确定，因此与2000年后才出现的枭龙战斗机的座舱显示设备布局相比，略微显得老气，仍然保留了大量的机电式仪表。但应该指出的是，显示设备仅仅是整个飞火控系统中的输出终端，并不能完全代表一架战斗机的整体水平。在研制初期，曾研究过进口外国平显软件的可能，后来成飞自行开发了相关软件，解决了平显问题。至2007年左右，由于国产衍射平显科研生产工作的推进，预计歼-10战斗机可能逐步改装新型平显。
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