Pada tahun 2003, model produksi J-10 secara resmi dikirim ke Angkatan Udara Tiongkok untuk uji coba penggunaan. Sebagai pesawat tempur generasi ketiga multiguna berperforma tinggi, J-10 memiliki keandalan tinggi, kemampuan bertahan tinggi, dan kemampuan manuver tinggi. Jet ini memiliki radius tempur besar, jarak lepas landas dan pendaratan pendek, kemampuan serangan kuat, dan efektivitas tempur komprehensifnya telah mencapai tingkat maju pesawat tempur internasional sejenis.
Pada bulan Desember 2006, J-10 telah melengkapi untuk pasukan dan secara bertahap menjadi kekuatan penting AU-PLA.
Pada bulan November 2008, J-10 memulai debutnya di Zhuhai Air Show. Berputar terus-menerus pada sudut tinggi, pendakian vertikal yang diikuti oleh "manuver kobra", lintasan pada ketinggian rendah dan kecepatan tinggi, serta berbagai aksi lainnya telah menunjukkan kepada dunia tentang lompatan pesat perkembangan industri penerbangan Tiongkok.
Pada bulan Maret 2009, Tim Demonstrasi Terbang 1 Agustus Angkatan Udara Tiongkok  (AU-PLA) secara resmi beralih ke J-10, menjadikan tim tersebut salah satu dari sedikit tim di dunia pada saat itu yang menggunakan pesawat generasi ketiga untuk demonstrasi penerbangan.
Pada Pertunjukan Udara Moskow 2013, Tim Terbang 1 Agustus AU-PLA melakukan penampilan luar negeri pertamanya dengan menerbangkan J-10.
Pada 29 Juli 2017, J-10B berpartisipasi dalam kompetisi militer "Aviation Darts" untuk pertama kalinya. Sistem avionik yang ditingkatkan sepenuhnya meningkatkan kejutan dan siluman serangan udara, yang memungkinkan pilot terbang melintasi lautan awan dengan sangat tenang dan senang.
Pada 30 Juli 2017, di parade militer Zhurihe, J-10C melakukan penampilan publik pertamanya dan, bersama dengan sebuah pesawat tanker, menunjukkan daya tahannya yang kuat di udara.
Pada Pameran Udara Zhuhai 2018, pesawat vektor J-10B melakukan debutnya dan menampilkan tampilan manuver super. Seperti daun yang tertiup angin, seperti naga yang tertiup awan, sepertinya  J-10, sedang memberi hormat pada tanah air
Pada bulan April 2018, sebuah parade angkatan laut diadakan di Laut China Selatan. Melaksanakan misi serangan jarak jauh dan mengalahkan musuh ribuan mil jauhnya.
Pada 1 Oktober 2019, selama parade Hari Nasional ke-70 RRT, delapan jet tempur J-10 dari eselon udara pertama kali muncul di Lapangan Tiananmen untuk dipertunjukan kepada ibu pertiwi dan rakyat Tiongkok.
Pada 11 Maret 2022, Angkatan Udara Pakistan mengadakan upacara untuk menerima gelombang pertama enam J-10CE di Kamra. Menunjukan telah tercapainya ekspor sistematis dan terorganisasi peralatan tempur penerbangan utama generasi baru Tiongkok, yang merupakan tonggak penting lainnya dalam ekspor peralatan penerbangan berteknologi tinggi Tiongkok.
