研制背景
中国空军成立之初，考虑到部分国土尚未解放，为支援地面部队的作战行动，利用引进前苏联的图-2
轰炸机、图-4轰炸机组建了轰炸航空兵。轰炸航空兵组建不久就参加了解放一江山岛三军联合作战行动，不久又挥军入藏配合地面部队平息叛乱，捍卫了国家统一和领土完整。随着航空技术的发展，中国空军认为前苏制螺旋桨轰炸机已不能适应现代战争的要求，所以着手引进喷气式轰炸机。1958年中国与前苏联签署引进图-16轰炸机（Tu-16）及生产许可的协议，但因为国民经济暂时困难工程放缓，到1963年才重新启动。1968年首架中国产轰-6试飞成功，1969年批量生产装备部队。
引进仿制
1956年，苏联领导人赫鲁晓夫批准图波列夫设计局向中国转移全新的图-16中程轰炸机生产技术。1957年，聂荣臻代表中国前往苏联谈判引进武器装备，其中就包括图-16。1959年9月，首架用苏联制造部件组装成的轰-6交付中国海军航空兵。1957年9月中苏友好条约签订后，苏联决定协助中国建设一座中型轰炸机制造厂，同意中国授权生产图-16轰炸机，根据苏、中双方的协议，同年苏联给予中国2架图-16A整机做样机，一架拆解作为机体研究、另一架则交由西安飞机厂拆解分析其生产模具规格。另外苏方提供一架图-16整机部件及一架图-16散装部件由中方组装、装配，然后由苏方提供各种零部件毛坯和原材料由中方进行加工制造。中方决定由哈尔滨飞机厂（轰-5设计制造厂）与西安飞机厂（西安飞机工业集团有限责任公司）开始国内自制工程，1959年苏联将全套的图-16技术图纸和资料交给中国。
1958年10月12日，周恩来总理就提前试制轰炸机问题打电话给苏联部长会议主席赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏联进行具体谈判。到1959年，再次跟苏联谈判进口米格-21或更新型飞机和导航设备时，中方提出图-16飞机性能落后，希望苏联能提供更新型轰炸机和空空导弹，最终因中苏交恶而没有下文。
1959年中国哈尔滨飞机制造厂（代号：122厂）开始仿制采用进口散件组装图-16轰炸机，并于1959年9月27日，第一架飞机首飞成功。当年12月交付部队。中国生产的型号后称为“轰-6”。由于运动时期对产业研发生产的破坏，原哈飞大飞机车间室的技术员马凤山，其与哈飞大飞机室、图16项目一起被调去西飞，1961年研制工作由哈尔滨飞机厂与西安飞机厂共同承担全部转为由西飞承担。1964年3月西安飞机制造公司（代号：172厂）重新恢复研制。由于选择建设工厂的厂址有重大地质问题，造成了仿制工作上的重大经济损失。
轰-6是当时中国试制的吨位最大的飞机，全机零件多，结构复杂，技术难度及工作量大。在试制过程中，陆颂善组织技术力量，补齐了苏联没有提供的强度计算等资料，编制了新工艺和关键技术资料，攻克了多项技术关键，应用了多项新技术。第一架轰-6原型机于1966年10月完成，用于静力试验。1968年12月24日，毛主席生日前夕，采用国产涡喷-8发动机的轰-6首飞成功，1969年轰-6批量投产。国产化的轰-6轰炸机试制成功，结束了中国不能制造中型轰炸机的历史。
气动布局
轰-6采用悬臂式中单翼，双梁盒式结构。焦点线后掠角35°，翼弦平面下反角3°，安装角1°。整个机翼由中央翼、左右中外翼和左右外翼组成。机翼后缘全展长上装有内、外襟翼和副翼。襟翼为后退开缝式，最大偏转角35°，副翼上装有内气动轴向补偿和调整片。全金属半硬壳机身结构，蜂腰流线形机身。机头有玻璃镶嵌的领航员及轰炸手座舱，驾驶舱下机腹部的凸起内装导航
雷达。驾驶舱内两名飞行员均有独立的操纵系统，操纵系统分硬式操纵和混合式操纵。每位机组成员均有弹射座椅，弹射时一领（领航员）向下、二领向下、尾舱射击手向下、尾舱无线电通信员向下、副驾驶向上、机长向上。但是应指出由于该套弹射救生系统可靠性极其低下，救生几率几乎为零，特别是向下弹射的机组乘员根本没有生还的希望。因此通常机组会全力将发生事故的飞机飞回机场，或尝试迫降。机上配有两个充气救生艇。起落架由前、主起落架和尾橇组成。前起落架装有油液氮气缓冲支柱，双轮，有前轮转弯机构。主起落架也各有一个装有油液氮气的缓冲支柱，支柱头部各铰接有一个小车架，小车架上装有前后并列的4个机轮。在机身尾部还装有着陆阻力伞。仿制时还有一些小改进，如图-16的垂直尾翼翼尖为木质结构，对材质要求苛刻，结构复杂，工艺方法落后，生产效率低。结果在试制时从大量的木材中勉强做出了一件。最后决定用玻璃钢代替木材，经一年多时间设计制出了玻璃钢翼尖，强度、电性能均满足设计要求。又如，轰-6天窗骨架零件由GC-4高强度钢制成，是一项结构复杂、协调关系多、成形难度大的关键零件，最终采用热成形工艺方法解决。
动力系统
发动机舱位于机身两侧。发动机采用西安
航空发动机公司仿制的涡喷-8发动机，单台海平面推力7650千克，最大推力9310千克，瞬间推力10300千克。由于国内工业技术的限制，涡喷-8发动机比原型的图曼采夫发动机推力小3000多千克，但经过在气动外形上的努力，轰-6的速度比图-16基型还略有提高。涡喷-8的原型为苏联РД-3М发动机，最大推力93千牛（9500公斤），相当于涡喷6的3倍，全重3.1吨，最大直径1.4米。为生产这种庞然大物，必须匹配几百台精密、专用、大型设备和大型试车台。它的涡轮盘毛坯要万吨水压机锻制，每台发动机，其原材料需高温合金15吨，有色金属9.5吨以上。当时世界上仅美英苏才有能力生产这种大推力发动机。仿制РД-3М发动机的中国型号命名为涡喷-8，由西安航空发动机厂研制。涡喷-8的原材料、锻铸件毛坯、成品附件共1193项，在1960年时一半需要进口，即使发动机制造出来，批生产的命运依然操纵在外国手中。从1960年开始，西安厂同航空材料所、上海交大等单位协作试验，历时6年，终于将决大部分进口原材料和附件实现了国产化。1961年，涡喷-8试车成功。接下来又是相同的延寿工程。涡喷-8刚研制出来，第一次翻修寿命仅300小时。西安厂集中科研试验力量攻关，7年之后，延长到500小时。1979年达到600小时。1983年，即出车成功22年之后，终于使大推力的涡喷-8延长到800小时，一台顶3台用了。从这个漫长的认识客观规律的征程中，中国设计、工艺、生产人员积累了大量宝贵经验，培养了一批高水平发动机专家。技术上，该发动机为8级轴流式，不可调节收敛型尾喷口，从压气机第5级和第7级后引出热空气对进口导叶、整流支板和整流罩进行加温；从第8级后引出热空气对机翼前缘加温。1967年1月8日，完成了300小时国家交付长期试车，1967年3月29日航定委批准交付部队使用，称Ⅰ批发动机。在Ⅰ批结构的基础上，又研制了800小时结构的涡喷-8发动机，1972年7月到1975年10月，分别进行了四次工艺长期试车考核。1973年底在Ⅰ批结构的发动机上混装了可靠性较高的800小时结构涡轮转子，首翻期寿命为400小时，称为Ⅱ批发动机。经一年多的混装使用，1975年开始，全部生产800小时结构的整机，称为Ⅲ批发动机。为了稳妥起见，初期Ⅲ批发动机的首翻期寿命暂定为500小时。1979年根据外场使用情况，将首翻期寿命延为600小时；83年根据F23042机台架交付延寿试车的情况和外场使用实际情况，决定1982年以后生产的Ⅲ批发动机首翻期寿命为800小时。涡喷-8初期有可靠性、维修性方面的多个问题，如高温起动和高原起动困难，压气机第1级转子叶片叶尖排气边掉块，火焰筒筒体冷却孔裂纹多，涡轮第2级导向器叶片固定螺钉断裂频繁等。当时轰-6险些停飞，经努力使发动机的可靠性和维修性提高到合理的水平。
燃油系统
机上燃油系统分为主系统和启动燃油系统。主系统又分左右两分系统，分别向两个发动机供油。燃油箱加注惰性气体，可抑制燃油爆炸，并设有紧急空中放油装置。机上设有主液压系统和刹车液压系统。主系统负责起落架收放、前轮转向，以及起落架舱、弹舱门的开启关闭。通信系统包括通信电台、短波指挥台、超短波指挥台、机内通话器和应急救生电台。机上还安装了空调及除冰系统。前后气密舱的空调用来自发动机压气机的压缩空气进行增压和加温。轰-6一直存在座舱温度过高的问题，夏季在地面停放时，座舱气温一般达50度以上，极端情况曾经达到70度。这种高温条件不仅加大了机组成员的负担，而且对大量精密的电子设备也有极为不利的影响。最终只能采用地面空调车的方式进行“治标”处理。
为防止机翼前缘、发动机进气道前缘结冰，利用由发动机引出的热空气进行加温。垂尾和平尾前缘及飞行员、领航员前面的玻璃，采用电阻丝加热装置进行加温。电源系统由发动机带动的直流发电机、电池及变流器组成。
武器系统
轰-6的主要作战武器为多种普通炸弹，舱内正常载重量3000千克。轰-6的火控系统主要由第二代自动领航轰炸系统组成，包括多普勒雷达、轰炸雷达、光学轰炸瞄准仪、计算机、航向姿态系统、自动领航仪、无线电罗盘、无线电高度表、自动驾驶仪和速度传感器组成。1960年代，华北光学仪器厂研制出“六型”航空光学射击瞄准具，为机上自卫性的航空火力控制系统，与轰-5、轰-6、水轰-5等飞机配套，能对航炮进行遥控和自动跟踪目标。1967年，华北光学仪器厂完成“I型”航空光学轰炸瞄准具的研制。该瞄准具与国产“轰六”机配套，可供轰炸机从任何方向对固定目标或活动目标进行水平飞行轰炸瞄准；还可与轰炸雷达交连，在能见度不好的情况下使用。同年，该厂研制出“Ⅲ型”航空光学瞄准具，为第二代导航、轰炸系统配套的产品，具有适合低、中、高空的瞄准和轰炸兼顾的性能，解决了“Ⅰ型”瞄准具1000米以下不能轰炸的缺点。该瞄准具能与导航轰炸数字计算机交连，飞机在轰炸航路上做机动飞行，可避开敌人的防御火力；并能在高度200～1400米范围内和雷达轰炸瞄准具交连，实施夜间轰炸。其重大改进主要是把“Ⅰ型”的8大件改为只有头部、电子盒、高度组、交流机4大件，并用研制的功率大、体积小的步进机代替摩擦盘机构，提高了瞄准具的协调精度，减轻了重量。为在低空时能提前发现目标，产品中新增设了概略瞄准机构和快速导视机构。同时，对高度组进行了重新设计，使产品在能见度不好的情况下或在夜间能与雷达轰炸瞄准具交连，实施“交连”轰炸。“Ⅲ型”瞄准具采用“追赶法”瞄准，其操作简单，精度高，瞄准时间短。
机上装有共7门23毫米自卫机炮，机头一门，机身上、下、尾部炮塔各两门，由射击瞄准雷达或光学瞄准具控制。机上PX-1型炮塔（PX估计为“炮塔系统”的缩写，又分上、下、尾部三种不同结构的炮塔，尾炮塔名称为WPT-1）使用无消焰器的23-2机炮；机头前向机炮为23-2H机炮，带长消焰器。PX-1炮塔由114厂研制，1973年未定型即开始装备使用，后于1984年针对各种问题经过改进后正式定型，约生产了近160套、近500座炮塔。1984年，原计划以PX-1为基础为轰-5研制的PX-2型炮塔，因轰-5早已停止生产，而轰-6的PX-1炮塔又与之相似，因此取消了研制计划。
为了提高轰-6的自卫生存能力，1980年，完成了轰-6机加装自卫干扰设备的改装。1981年，在轰-6机上加装第二代自动领航轰炸系统，深受部队欢迎。
其炸弹武器包括核弹和早期采用过的250-1、500-1型普通炸弹。之后250/500/1500/3000-2型高阻爆破炸弹等陆续装备轰-6使用。250/500/1500/3000-2系列炸弹是在苏联фAB-M54系列爆破炸弹基础上改进研制的，60年代中期服役，适于轰-6弹舱内挂，中高空投掷。另外强-5、歼-6、歼-7、歼-8等也可挂装使用。该系列炸弹有相同的结构和性能特点，只是外型尺寸、装药等略有差异。全弹由圆柱型弹体、双圆筒试尾翼装置、头部/尾部传爆管、双弹耳和相应装填系数的TNT装药等组成。弹体由弹头、弹尾、尾锥体、弹道环组成。弹头由铸钢铸成，弹道环焊在弹头外部，专门用来改善炸弹下落进入跨音速飞行时的稳定性。该系列的四型炸弹的技术指标如下：
250-2型：全长1.5米，弹体直径0.325米，尾翼翼展0.41米，弹重236千克，装97千克TNT
500-2型：全长1.5米，弹体直径0.45米，尾翼翼展0.57米，弹重473千克，装200千克TNT
1500-2型：全长2.77米，弹体直径0.63米，尾翼翼展0.79米，弹重1448千克，装658千克TNT
3000-2型：全长3.3米，弹体直径0.82米，尾翼翼展0.41米，弹重2840千克，装1350千克TNT
高阻爆破炸弹外形启动阻力大，不适合高速作战飞机外挂，也不能用于低空、超低空轰炸。但其短而粗的外型，能充分利用轰-6炸弹舱的容积。且只需加装适当的减速装置及开伞控制和安全保护装置，即可构成适用于高速低空/超低空轰炸的减速炸弹，从而扩大高阻航空炸弹的使用范围。
更先进的250/500/1000-3型低阻爆破炸弹是中国自行研制的。适用于高速飞机外挂投掷，轰-6并未装备。
轰-6甲
轰-6原型机研制成功后，西飞进一步研制了轰-6的第一个正式型号轰-6甲。在此之前，西安飞机制造厂于1963年接收了哈尔滨飞机制造厂1959年用苏联散件组装的一架轰-6（因此，实际上这是一架中国组装的图-16），改装为核航弹运载
试验机，任务代号21-511任务，1964年改装完毕。1965年5月14日，中国轰炸航空兵某师李源一机组驾驶这架图-16（编号4201）飞机，首次空投原子弹爆炸成功，李源一机组为此立集体一等功，第一飞行员李源一和第一领航员于福海记个人一等功，其他4名同志记二等功。周总理、邓小平、陈毅、贺龙、聂荣臻等当时的党和国家领导人接见了副师长李源一和领航员于福海等人。这架飞机曾经在轰炸航空兵某师服役，退役后被送往空军航空某校做教学设备。这架飞机上，改装增装了投放挂弹系统、加温保温系统、防护系统和临时性试验设备。到甲型正式投产装备，令解放军空军拥有了国产化的大型轰炸机，主要作为常规轰炸力量使用，并能使用中国研制的各种空投
核武器。1966年5月15日，轰-6甲才通过生产定型，同年10月15日军工产品定型委员会正式批准投产。1967年6月17日，轰-6甲4251号轰炸机执行了中国第一次空投氢弹试爆。
轰-6乙
1972年西飞展开轰-6甲基础上研制轰-6乙
侦察机，在机腹炸弹舱内安装3台大型侦查用照相机，为适应远程侦查的需要还改进了导航、通信、飞行控制、自动驾驶仪等设备。由于机载设备研制缓慢的影响，至1978年完成首飞，1979年定型并装备。1980年中共海军航空兵2架轰-6乙侦察机执行了对南沙群岛首次空中侦查任务。
轰-6丙
到1975年，轰-6丙型开始论证，1977年开始研制，1980年首飞，1983年5月完成鉴定，同年底交付空军。主要改动包括加装电子干扰、电子侦察、电子警戒及可投放金属丝或金属箔条，增强了轰-6的自卫能力。之后还发展了轰电-6Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ电子干扰机、轰电侦-6Ⅰ/Ⅱ电子侦察机等。1987年Ⅰ型机由空军开始研制，1990年6月首飞，1992年定型。Ⅱ型机1993年开始研制，1996年定型。1969年，又装备了少量轰-6靶机运载母机，用于携带靶-6型高空超音速无人驾驶靶机。该型号1969年3月开始研制，1970年首飞，1971年投入试用。主要改进为加装一对翼下挂架，用于挂载2架靶-6。
轰-6丁
海军航空兵于1967年轰-6还在研制时就提出了研制反舰改型轰-6D（轰-6丁），因“文化大革命”影响，1981年8月29日才首飞成功。经多次导弹试射后，1984年12月24日轰-6丁通过技术鉴定，批准生产交付使用。1985年通过鉴定。轰-6丁主要作为反舰导弹载机，保留了原有作战能力。装备了C-601、C-801等多种反舰导弹。
轰-6丁装备了245型雷达和自动领航火控装置，为此轰-6丁取消了以往轰-6机头固定机炮，且雷达罩大于甲型的雷达罩。该雷达在9000米高度对RCS（雷达反射面积）为7500平方米的海上目标发现距离不小于150千米。其自动领航火控系统具有自动领导航、导弹自动攻击和半自动常规轰炸三大功能。早期的大型军舰的RCS远远大于这个数字，比如“克列斯塔II”级RCS高达1000000平方米；中国051型
驱逐舰的RCS为35840平方米。随着中国掠海高亚音速反舰导弹、超音速反舰导弹的发展，轰-6还有较大潜力可挖。
轰-6D全机共27个油箱，采用分组式向发动机供油，在飞机的油箱舱和发动机短舱内，装有高灵敏度的感温报警灭火系统，驾驶员可手动操纵灭火。油箱内充入惰性气体。D型装备了具有分别以惯导、指挥仪、自动驾驶仪、多普勒雷达、航向姿态系统交联构成的三种自动导航功能的导航系统。这种全自动导航系统精度高，保证了飞机按照预定的航线保持航迹平飞，按给定的坡度操纵飞机自动转弯、转动、改变航向等。新增的全天候自主式惯性导航系统，可在全球范围内适用，并以较高精度输出飞机的即时位置、姿态，通过计算后发出驾驶指令操纵飞机。其航向姿态指引系统可以在飞行过程中，自动显示飞机的各种航向角、姿态角、偏流角、无线电台方位角和相对方位角，以及飞机在转弯时的角度、航道偏差等等。
轰-6D装备了自检测甚/超高频电台，具有多频段多功能的优点，并可预选20个波道。在主波道通信同时，能预设救生频率进行信号接收联络，也可自动应急发射呼救信号。通信系统中配备的短波电台、救生电台（每个乘员配备）和机内通话器等设备，可以保证在飞行中飞机与飞机、飞机与地面之间中、近距离的指挥联络和远距离通信联络，机组能用机内通话器进行封闭式通话。D型气密舱增压和加温用的空气，由发动机压缩机供给的。仅有一台发动机工作时，也能保证供空气。如飞机座舱受损引起舱压降低，能手动调节气压。在低空飞行时座舱内自然通风，前后座舱均设有专门系统。为了防止结冰，在机翼、发动机、尾翼以及驾驶员座舱玻璃、领航员瞄准玻璃等部位均有电热或气热加温装置。该型号采用了WQJ-1型发动机起动机。轰-6D已经出口。
轰-6D型装备了弹舱投放/导弹外挂发射系统互联的联合火控系统，能自动搜索跟踪选择的攻击目标，测量、实时计算目标相对运动参数，以令指挥仪发出准确指令，实施对目标的自动攻击或轰炸任务。使用的主要武器为鹰击6号空舰导弹，出口称C-601。该弹1966年随空舰导弹“371工程”立项，当时名为“风雷一号”，由三院在海鹰2号反舰导弹基础上进行改进研制。随后确定了由轰-6丁携带两枚鹰击6号的全作战系统方案，全系统主设计师为路史光同志。1979年，模拟试验顺利进行，ZJ-6指挥仪、自动驾驶仪和弹载773甲多普勒雷达相继进行对接试验，并成功进行了试射，当时发现773甲和机载773雷达相互干扰。1981年在遥测实弹打靶中取得四发四中的可喜成绩，飞行性能良好。1983年，鹰击6号获得国家科工委批准定型，并进行了部分指标调整，针对反舰导弹技术的发展变化，加强了鹰击6号的低空突防性能。1986年C-601成功外销，在两伊战争中完成了多次实战任务。
C-601反舰导弹飞行速度约M0.9，采用中段自控加末段雷达主动制导，射程约150千米，飞行速度M0.9，平飞高度50、70、100米；弹重2440千克，长7.36米，弹径0.76米，翼展2.4米，战斗部380千克，采用液体火箭发动机，弹体内有推进剂箱和氧化剂箱。
轰-6D在1000到9000米高度之间投放该弹。投放后导弹自由下落至850米高度，发动机点火，于500米高度改平；至预订射程时弹载多普勒导航雷达关机，末制导雷达开机捕获目标；随后导弹开始俯冲，命中后三个触发引信起爆战斗部，摧毁敌舰艇目标。两发齐射间隔5～15秒，对于当时的舰艇来说，这一时间间隔足以导致舰空武器系统缺乏足够的反应时间拦截第二枚导弹。
研制鹰击-6
由于已经有仿制上游-1号以及研制海鹰1号和海鹰2号导弹的经验，对于鹰击6号的研制有些轻车熟路。鹰击6号的末制导雷达采用了新型的单脉冲雷达，而不是上游1号和海鹰导弹初期的圆锥扫描雷达。所谓圆锥扫描就是以一束与天线中轴线成很小角度、宽度只有1~2度的笔形波束围绕天线中轴旋转来确定目标空间位置，扫描范围类似一个圆锥。这种扫描方式最早是纳粹德国应用于"维茨堡"
高射炮火控雷达跟踪，缺点是容易受到角度欺骗干扰，而且无法对抗角度欺骗干扰，因此战后都采用单脉冲制式跟踪目标。大陆在70年代初，就成功地研制出了弹用单脉冲末导雷达，并开始改装在海鹰导弹进行试验。在研制鹰击6导弹时，这些单脉冲雷达并没有完全成熟，由于对雷达研制进展有充分的信心，因此还是作为现成产品入选。不过由于文革多年荒废基础研究，缺乏预研储备，很多哪怕是细小的问题都得从头试验，因此研制进展很慢。从1977年到1979年才研制了9套DM1A单脉冲末导雷达进行试验，1981年改进了抗干扰电路后命名为DM1C，经过1982年的几次试验后，整机终于定型。这是中国新一代末制导雷达。
鹰击-6导弹上采用了小型逻辑部件构成的数字化指令机构，与海鹰2导弹的电子管模拟机构完全不同，稳定性和可靠性大大提高，机构体积也减小很多。这也是大陆最早的具有程序指令和逻辑判断式的射程控制指令功能的弹上机构设备。
鹰击6导弹有一套773多普勒雷达主要用于测速而不是探测目标。由于高空投放已经具有初始状态，各种气流对导弹航向、姿态和高度随机影响非常复杂。空舰导弹速度慢，飞行时间相对较长，这些因素使导弹在进入自控段后，侧向纵向都会出现很大的散布，严重影响弹上末导雷达捕捉目标。利用弹上多普勒雷达测速能够精确获得飞行地速，提高导弹命中精度，而采用空速管测速，只能测量对气流的空速，不能反映导弹真实飞行状态。对于飞行高度的测量也同样采用了精确的无线电高度表取代原有的气压膜盒式高度表，这种高度表精度高，能够控制导弹超低空飞行。
采用轰-6D作为载机首先是因为其载弹量大，是当时大陆载弹量最大的作战飞机，当时大陆海空军对导弹主要强调战斗部威力，因此导弹的体积重量都很大，只有轰-6系列的飞机能够携带，其次是当时的设备体积重量也不小，一般飞机难以装下。轰-6丁的机载火控系统主要以射击指挥仪为中心，用245轰炸雷达搜索目标，航向基准陀螺为目标方位参照。当245雷达发现目标后，指挥仪参照航向陀螺指示自动计算射击的舷角，并给出前置提前角。由于空射导弹与飞机的姿态有关，因此必须有航向姿态系统和机身机翼的陀螺稳定平台确定导弹发射的初始姿态，使导弹投射后结合射击指挥仪装定的目标参数自动调整飞行，不然很可能一头扎进水中。全套的设备安装在轰-6飞机上，将整个导航舱和仪器舱挤得满满当当。
245雷达是50年代初前苏联研制的一种用于轰炸的雷达，具有目标搜索功能，同时由于其波束窄，扫描速度快，很适合精确跟踪定位舰艇一类相对速度较慢的目标。于是大陆的研究人员决定利用其这个特点，结合指挥仪搞出一套边扫描边跟踪的火控系统。实现这个功能主要是射击指挥仪对245雷达数据的处理利用。由射击指挥仪不断记录和刷新雷达接收到的目标位置，并用于显示和装定，就是实现了边扫描边跟踪，当时称这类系统为"双边"系统。就当时的ZJ-6射击指挥仪的处理元件技术水平来说，完全可以作到同时边扫描边跟踪两个水面舰艇目标。独出心裁的设计，使轰-6丁火控系统不仅作用距离远、精度高，还能完成领航和轰炸。1979年11月，火控系统装在一架轰-6甲飞机上进行了试验，证明性能良好，完全满足技术要求。这些很有特色的系统却是研制人员在唐山地震后的危房和地震棚中完成的，世界上从来也没有如此艰难困苦的导弹火控系统研究环境。
系统试验
1978年夏天，在陕西阎良进行了首次空中试验。主要是试验轰-6D飞机带弹在1000~9000米空域飞行，测试空中应急燃料排放、机弹遥测传输干扰，测量机弹系统的作用距离和方向图等。首次带弹起飞后，飞行员报告飞机发生了强烈振动并请求紧急迫降。飞机带弹降落非常危险，虽然是没有战斗部的遥测弹，但一旦在降落中掉落对于飞机也是很致命的，好在降落非常顺利。经过检测后发现震动是机弹间的空气紊流造成的。因为带弹的飞机是专门用于实验的轰-6，导弹挂在机腹下而不是设计的机翼下，机腹挂弹舱口没有做保形处理，敞开的舱口导致结构强度降低造成震动。发现问题后，只在舱口用螺丝拧上保形盖板就解决了。
1978年10月以后，鹰击-6开始在
戈壁滩进行模拟投放试验。三发鹰击-6和一批批的仪器、人员陆续到达。当时一些国家的侦察卫星拍摄到了西靶场附近的军用机场上的轰-6飞机，而且这架飞机长时间的停留引起了这些国家的关注，中国在研制新型机载武器的传言不胫而走。1978年11月6日轰-6进行了投放导弹的试验，不过这次投放在导弹还没有转入平飞前坠地摔毁。查找了很多原因后25日再次投放，结果照样坠毁，两次莫名其妙地失败非常令人沮丧。只好发动所有人员找问题，最后发现设计的生产图纸将弹上仰俯阻尼陀螺接反，而工艺图纸又表成正确接法，厂家是按工艺图纸验收，从而没有发现生产图纸的问题。改动后，用最后一发试验弹于1978年12月5日再次试验。当导弹投下后，滑翔到预定地点点火成功，自动将高度降低到100米转入平飞，投放试验到此获得成功。
由于轰-6丁飞机的进度有所拖延，直到1981年才开始按试验大纲进行试验。试验选择的目标令人令人瞠目结舌，居然是黄海海面上海军的051新型导弹驱逐舰，不过采用的是不装战斗部的遥测弹。1981年11月，在山海关海军机场先做带弹试验。首次起飞给导弹通电后，飞机就立即震动起来，降低速度后震动依旧。经过对遥测数据的判断发现是导弹的舵面在接电后不停动作，因为此时导弹状态没有闭锁，误以为是在自主飞行，因此舵面在不断地动作，而飞机却不理睬其动作，两个系统之间拧了起来导致机翼震动。在排除了震动问题后，又发生了断开电源时，机身右边的遥测弹突然离机落地坠毁情况，结果很快查出是火控系统故障，在断电时误当成发射解脱断电，自行将导弹丢了出去。
排除了一系列问题后，在黄海的试验取得了成功。1982年开始了轰-6丁全武器系统的飞行试验。由于发射禁区不能确定和雷达性能问题，正式打靶到6月还没有确定下来，只是进行了各种测试和带弹飞行。当时的海军航空兵副司令员李景按耐不住，亲自跑去现场协调解决一系列的试验问题。6月19日是个值得纪念的日子，一架轰-6丁飞机在渤海锦西附近上空用245雷达截获了目标，并且立即自动形成了导弹射击诸元，飞机在2000米高度发射了第一发空舰导弹。导弹射出后，向下滑翔到800米左右高度自动点火，天际间划过一道闪光。导弹按照装定诸元自动转向射击航向和将高度降低到100米改为平飞，呼啸的超低空飞行，将平静的海面激出一片细碎的波纹。在到达预定航程后，弹上末导雷达开机自动搜索，不到2秒即捕捉到了海上的标靶，监测末导雷达的仪器听到了嘟嘟的搜索雷达信号变成了急促上升的呼哨声，弹上自动驾驶仪随即控制导弹加速俯冲，直接命中了这个靶标，导弹炸起180多米高的水柱。渤海湾中的一声巨响，宣告了中华人民共和国33年没有空舰导弹历史的终结。
1981年9月20日，轰-6D的01号机首飞成功。从1981年至1984年，H-6D进行了多次试飞和导弹发射试验，包括遥测弹发射、导航系统鉴定、实弹打靶（含双发齐射）等。1985年，H-6D通过技术鉴定，批准生产交付使用。
装备部队
1986年春季一个清晨，中央人民广播电台的新闻播报了一条消息，中国能携带C-601导弹的轰-6丁轰炸机通过国家鉴定并装备了部队。此时距鹰击-6号定型装备已经过去了两年。外电猜测中国公布轰-6丁和C-601的时候，这个武器系统在中国肯定早已经形成了作战能力。在1984年的国庆大阅兵时，中国已经展示了一种新型的外界称为C-801的反舰导弹，一群默默无闻的科研人员已经开始了新一轮的空舰导弹研制。1986年早上的那个新闻中的C-601是鹰击-6导弹的出口型号。在中国的反舰导弹研制水平已经发生了飞跃，国外却还是没有完全弄清C-601和鹰击-6导弹。
轰-6Ⅰ
为改善轰-6的航程、发动机寿命等性能，西飞于1970年提出了深入改进的轰-6Ⅰ方案。这一方案非常大胆，采用四台英国“斯贝”512-5W涡扇发动机（歼轰-7/FBC-1也采用了当时引进的“斯贝”涡扇发动机）代替原有的两台涡喷-8发动机。其中两台布置在原涡喷-8的位置，另外两台在机翼下吊挂。轰-6I航程从原型的5760千米猛增至8060千米，海平面爬升率从原型的18.6米/秒提高到29.7米/秒，效果显著。但由于大量改进现有的轰-6成本太高，而且“斯贝”发动机的数量和后勤维护很成问题，轰-6Ⅰ方案被放弃。
轰油-6
轰油-6（HU-6/H-6DU）型是轰-6改型研制的空中加油机，该机在翼下加装两个软式加油吊舱，能为歼-8ⅡD空中加油型战斗机进行加油。该型号取消了机头玻璃镶嵌结构的观察轰炸舱、尾炮等，尾部观察窗略有增大。该改型全机可载油37吨，输油18.5吨，约够6架歼-8D型机使用。对接操作通过仪表指引和目视控制。该型机的导航系统为两套惯性导航系统组成，互为备用，加装了两套塔康导航系统，用于加、受油机空中测距和对地近程导航、定向仪。加装航向姿态系统。机头装有气象雷达。通信系统增加了两套超短波单边带电台、两部保密电台和救生电台。电子对抗设备中增装了雷达告警设备和箔条/红外诱饵投放器。为了实施夜间加油，在左右挂架两侧、左右起落架短舱内侧的尾锥内、后机务舱两侧各装了一个白光灯。加油吊舱也装有指示灯。
轰-6F
部分后期生产的轰-6甲型进行现代化改装的型号，于20世纪90年代实施，重点改进航电系统，安装新型导航系统，加装雷达警戒系统、干扰系统，取消了自卫用航炮。改装后重新命名为“轰-6F”。
轰-6H
轰-6H（
H-6H），是中国自行设计生产的远程精确打击的“点穴”高手，一是航程远。轰-6H是2009年中国所有战机中航程最远的，飞行距离可达5000多公里。二是精确打击能力强。轰-6H挂载的导弹射程达100多公里，从发射到攻击完毕仅需4分钟，精确度最高能达到半米之内。
轰-6H轰炸机本身主要改动了导航设备，突出特征是翼下外挂了2枚鹰击-63反舰巡航导弹，鹰击-63的问世使得中国解放军空军具备了战术精确打击能力。鹰击-63最早在2000年3月被媒体报道，是C-601反舰导弹的空射型。从互联网上的图片看，该型导弹末端可能采用光学制导，飞行中段则可能使用卫星或惯性制导。
轰6H的后机身下部有一个小雷达罩，用于引导鹰击-63的数据链系统。这种结构设计与前苏联1958年试飞的图-16K-10飞机相似，但存在着较大的缺点：鹰击-63对母机存在着依赖性，一旦母机被攻击，导弹将无法执行任务。尽管如此，在1998年、1999年的时候，解放军空军有了配备鹰击-63的轰-6，就具备了打击重要战略目标的能力。
轰-6M
轰-6H型的进一步改进型号，每侧机翼下各有两个外挂架，机腹下有一小型外挂架用于挂载小型吊舱。取消了所有自卫用航炮。增加电子压制能力。只装备于中国空军。
轰-6G
轰-6G是一种2004年后才交付部队的新型轰-6改型，突出改善远海超视距对海、对地精确攻击能力，主要武器是鹰击-83K、鹰击12反舰导弹反舰导弹。
轰-6K
研发背景轰-6K（H-6K）的研制背景是，为改变老轰-6腿短、弹少、看不远的问题，满足对台应急作战急需，满足打击台岛东部地区目标的急需，对轰-6大改，使其成为中国空军的巡航导弹载机，满足对敌目标迂回远距打击需求，同时为加快研制进度，对轰6主体承力结构不做大改，只针对换发对进气道、尾喷做针对性重新设计和修形，对主翼和尾翼空气动力学匹配做适当调整，以满足发动机进气量增大，推力增大后对飞机影响。同时，根据中国航空电子技术飞速发展，采用最新电子设备完全彻底替换了老轰-6电子设备，同时采用了电传操纵、隐身涂料等国内较成熟的技术对轰-6进行了改造。
五大改进
轰-6K轰炸机是在轰-6基础上改进成的新型轰炸机。中国20世纪60年代生产的轰-6轰炸机，推力小、耗油量大、机身弹舱容量小，在未来作战中存在“腿短、弹少、看不远、打不准”等问题。近些年来，国产空射型长
剑-10巡航导弹不断完善，轰-6却不能运载和发射这种导弹。
为了克服这些缺陷，有必要对轰-6进行加挂巡航导弹的改装。因为这种改装费用远小于研制新型轰炸机或者引进国外轰炸机的费用，可以起到事半功倍之效。如果重新研制新型轰炸机，全部更新飞机平台，费用十分高昂。正因如此，就连经济实力强大的美国，也不得不让其老式的B-52轰炸机服役到2030年以后，到那时该机将达80岁“高龄”！
轰-6K的研制成功，集中体现了中国航空电子、材料技术的最新成果。不仅是近10年来中国航空制造业综合集成能力的一次大展示，而且为其他老旧机型升级改造提供了全新的思路。通过一系列先进技术的应用，与轰-6原来的改进型相比，最新的轰-6k已经实现“脱胎换骨”的转变。
一是提高了节油性能和航程。轰-6K换装了低油耗、重量轻的D-30KP-2涡扇发动机，该型发动机已经成功应用在伊尔-76和运-20大型运输机上。为适应新的发动机，对进气道、尾喷等做了针对性重新设计和修形，发动机进气口明显增大，使推力增加了30%，耗油量减少20%。
二是提高了空地打击能力。与轰-6相比，轰-6K的主体承力结构没有大改，但机翼下增加了外挂点，可挂载6枚长剑-10巡航导弹或KD-88空地导弹，最大载弹量可达15吨，有效提高了单机和单次火力攻击密度。为了能够携带重达数吨、体积庞大的钻地弹，轰-6K将内部弹仓改为由大型可拆卸油箱组成的燃油舱，使之能够在挂载钻地弹与油箱之间进行选择，既具备钻地打击能力，又能满足执行其他任务的需要。
三是采用了最新电子设备。对飞机的前机身进行了重新设计，使之变窄，变短。机头换上全封闭的流线形整流罩，加装了新型火控雷达和搜索雷达。取消了机头透明领航员舱和颌下雷达，改装为雷达设备舱，安装了新型前视红外探测装置和光学瞄准设备，加装了GPS+北斗卫星导航系统和标准数据链系统。为保证突防安全，轰-6上的机炮炮塔全部取消，尾部的无线电操作员舱也被取消，改为电子舱，换装成新型主动被动大功率电子干扰设备。
四是提高了驾驶的适用性。轰-6K载员4人，共两排，每排两人，统一安排在机头。分别为驾驶、副驾驶、电子战/通信官和领航/轰炸员，全部前向乘坐，并安装了独立弹射座椅。进入座舱由前起落架改为由前机身左方开门进出。
五是换装了包括电子飞行、惯导、外挂管理在内的综合航电系统和玻璃化座舱，安装了6个彩色数字式多功能LCD显示器，使操作大为简化。同时，还用电传操纵系统取代了原有的“硬式”助力操纵系统，不仅大幅减轻了飞行员的负担、提高了飞行品质，而且可节省很大的结构重量。
实战部署
中国空军最新改进型轰-6K"战神"轰炸机已经部署空军基地，正式列装部队。该机型，作战半径3500公里具备向关岛和中南半岛地峡（马六甲海峡）发射远程巡航导弹的能力，是中国战略打击力量的重要组成部分。
2013年轰-6K换装D -30KP-2涡扇发动机，加上机身结构采用新材料大幅减重，使轰-6K最大航程从5800公里增加到9000公里以上。轰-6K的主要武器是空射“长剑-10”巡航导弹，每架战机可以一次性挂载6枚长剑-10。长剑-10的打击能力可与美军最新型号的战
斧巡航导弹相当。一个轰-6K轰炸机团全部出动时，可以一次向4500公里外的战区发射上百枚巡航导弹。
轰-6K是最新的轰-6改型，首次采用综合导航火控系统。它出现后中文媒体说这使得中国成为继美俄英后第四个坐拥战略轰炸机的国家（法国的幻影IV型战略轰炸机于1996年退役了轰炸型，侦察型于2005年退役，英国也已于1993年退役战略轰炸机）。此外就轰-6K搭载长剑-10导弹可威胁夏威夷的说法，上海到夏威夷有8000公里，而轰-6K最大航程有过去报道8000公里，后有报道9000公里的两种说法，也就是如果取不带载荷光载油时的最大说法9000除二再加上长剑-10的最大航程说法2500公里，也打不到夏威夷。因此轰-6K还不能称之为战略轰炸机。
装备部队
轰-6K“战神”轰炸机，其性能较其前辈有了极大的突破。轰-6K型轰炸机的原型机出现于2007年，同早期轰-6相比，轰-6K使用了两台推力达12吨的俄罗斯D30-KP2发动机作为动力，作战半径也因此提高到了3500公里。
由于在机头安装了新型雷达和新的光电瞄准吊舱，轰-6型轰炸机原来标志性的机头领航仓也被取消，这是轰-6K在外观上最明显的改变。
轰-6K型轰炸机可在机翼挂架上携带6枚KD-20巡航导弹，也可以使用中国国产的新型精确制导弹药。中国互联网的消息称，轰-6K轰炸机已经至少装备了两个空军轰炸机团。
战力跃升
中国空军和海军航空兵最顶级的轰-6版本当属2007年公开的轰-6K“战神”轰炸机。与之前的轰-6相比，轰-6K的改进幅度非常大，几乎可视为全新的机型。
首先，轰-6K用俄罗斯提供的D-30-KP2涡扇发动机替换掉老式的WP-8涡喷发动机，新发动机的推力达12.5吨，比WP-8多出3吨，耗油量小得多。换装发动机的轰-6K的作战半径由1800公里大幅增加到3000公里，大大扩展了中国空军的打击范围。
其次，轰-6K对机身进行大幅修形，机头换上全封闭的流线形整流罩，以便加装多功能雷达。机头下方增加了一个光电吊舱，从而使该机具备昼夜全天候目标搜索能力，并能为卫星制导或激光制导炸弹提供目标指示。机尾取消了机炮，改为与机头类似的全封闭整流罩。军事专家估计，内部安装了新型电子战设备。
其三，轰-6K的座舱完全实现“玻璃化”，重要的飞行数据和火控数据都显示在6个数字化大型彩色液晶显示屏上，减轻了飞行员的负担。不仅如此，轰-6K还增加了中国自行研制的数据链，能在保密状态下与上级或其他平台进行信息传递。
最后，轰-6K大量使用复合材料和新型轻质合金材料，不但强化了机体结构、延长了飞机寿命，还减轻了飞机重量，轰-6K的载弹能力从原先的9吨提高到12吨。
制约轰-6K生产的关键因素是中国能否稳定获得D-30-KP2涡扇发动机，《俄罗斯之翼》杂志提供的数据，中国从俄罗斯总共进口了240台D-30-KP2涡扇发动机，可供生产上百架全新的轰-6K。
轰-6KH
2017年2月，网上称中航西飞/603所正在轰-6K基础上为海军研发一款新型远程导弹
攻击机，首架改装后的轰-6KH已于2014年首飞。这表明西飞/603所正在朝轰-6K系列化的发展目标迈进。
据悉轰-6KH主要改进为加装YJ-12超音速远程反舰导弹及与之配套的火控系统。为此强化了H-6KH机载火控雷达的对海攻击模式，并对火控软件进行了升级，安装了新的数据链。研判H-6KH最多可以携挂6枚YJ-12反舰弹，可对敌舰发动饱和攻击，为此在后机身腹部加挂一个类似KD-63空地弹的数据链吊舱。同时H-6KH也保留了携挂较老式的YJ-83K反舰弹的能力，从而更好地与海军现役装备所衔接。
轰-6KH的另一个重大改进在于在外侧机翼增加一对挂架，用于携挂KG600/800大型自卫电战吊舱。这进一步增强了H-6KH的电子战能力，使其能够对敌远程空中警戒系统（如E-2C
预警机）进行有效压制，从而提高了战场生存能力。早在2015年5月份西方卫星图片就显示阎良西飞机场上一架H-6K外侧机翼加挂了电战吊舱，研判该机很可能就是前一年首飞的H-6KH的原型机。
轰-6N
2019年10月1日，新中国成立70周年阅兵式上，国产新型远程战略轰炸机轰—6N首次亮相，轰-6N可以进行空中受油。两型轰炸机能够实施远程奔袭、大区域巡航、防区外打击，人民空军战略威慑和战略打击能力全面提升。
