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首架轟六於1968年12月進行首次試飛，隨後進入量產與成軍服役。轟六使用2具渦噴8型（WP-8）無後燃器噴射發動機，每具軍用推力達9508公斤，能使轟六執行高空、次音速轟炸任務。不過，由於技術能力不足，使得轟六的氣動力性能反而較Tu-16差。
轟六主要機載設備包括都卜勒雷達、轟炸雷達、光學轟炸瞄準具、計算機、領航儀等設備。目前轟六共有轟-6Ｄ/G/H/K/M/Ｋ等型號，其中轟六丁（H-6Ｄ）能夠發射有效射程110公里的鷹擊-61反艦飛彈；2002年展出的轟六M型則能攜帶4枚鷹擊-8型反艦飛彈，強化對水面艦艇打擊能力。
轟六不論是航電系統、航程、載彈量早都已不符合現代化戰場需求，且缺乏雷達匿蹤與干擾能力，面對現代化防空系統，戰場生存率堪憂。有鑑於此，解放軍持續改良轟六轟炸機，最新型號的轟六K使用俄製KD30-KP-2型發動機，最大作戰半徑提升至3500公里，機翼能夠掛載長劍-10長程巡弋飛彈，有效射程在1500至2500公里之間，由於美國西太平洋關島的軍事基地距離中國大陸只有不到3000公里，因此每當轟六Ｋ升空演訓時，均會引發美日兩國高度關注。
