Pierwsze dwie seryjne maszyny o numerach 11051 i 11052 zostały uroczyście przekazane wojsku 15 lutego 2016 roku i wcielone do sił powietrznych 6 lipca tego samego roku. Podczas wystawy China International Aviation & Aerospace Exhibition odbywającej się w dniach 1 - 6 listopada 2016 roku w Zhuhai, producent zademonstrował model proponowanej wersji cywilnej transportowca oznaczonej jako Y20F-100. Samolot mógłby przewozić maksymalnie na swoim pokładzie 65 ton ładunku a jego zasięg, z mniejszym ładunkiem wynosiłby 8000 km. Maszyna otrzymałaby nowe silniki o dużym stopniu dwuprzepływowości i nowe wyposażenie kabiny załogiPiotr Butowski, Airshow China 2016, „Lotnictwo Aviation International”, nr 12 (2016), s. 38–51, ..
Konstrukcja Y-20 jest wolnonośnym górnopłatem napędzanym czterema rosyjskimi silnikami D-30KP2 (według niektórych źródeł napędzany jest jednostkami D-30KU). Te same jednostki napędowe używane są w samolotach Ił-76, które Chiny już zakupiły. Chiny zakupiły również silniki D-30. W latach 2009–2011 pięćdziesiąt pięć jednostek a do 2015 dostarczona ma być kolejna partia 184 silników. Usterzenie samolotu w kształcie litery T. Podwozie chowane, trójzespołowe z przednim podparciem. Przednia, dwukołowa goleń chowana do wnęki w kadłubie.