2021年1月11日，是殲20首飛十周年的紀念日，殲20的研發單位在此之前發布了名為《橫空》的紀錄片，在視頻中首次出現了4架殲-20戰機的鏡頭，雖然只是一組CG效果圖，但是仍然從側面證明殲-20正在研發雙座型號，按照以往命名雙座機的慣例（殲-10S、殲-11BS），新型雙座殲20將被命名為殲-20S。
目前世界上已經服役了4款第五代隱身戰鬥機：F-22、F-35、殲-20與蘇-57，這些戰機目前全部是單座型號，沒有進一步發展雙座型號。第五代戰鬥機之所以沒有發展雙座型號，主要原因是五代機的研發與製造成本高昂，在採購數量有限的情況下，各國都優先裝備空戰能力更強的單座型號，雙座型號用來當做新飛行員換裝教練機非常不划算。此外隨著技術的進步，單座的第五代戰機也具備非常強的多用途功能，對雙座型號的需求不大，但是殲-20S的出現卻打破了五代機的默認規則。
從殲-20S的效果圖來看，座艙採用了低阻力的串聯布局設計，後座飛行員的視野不佳，完全不同於蘇-27UBK的高聳座艙串聯布局設計，蘇-27UBK的這種設計大大增強了後座飛行員的視野，利於執行飛行教學任務，但是增加了飛行阻力，導致蘇-27UBK的飛行速度與航程相較於單座的蘇-27SK有明顯差距。殲-20S座艙採用低阻力的串聯布局設計，說明主要目的不是扮演教練機的角色，而是增強殲-20的多用途作戰能力。
殲-20S的後座飛行員主要扮演「武器官」的角色，通過為殲-20增加額外的電子幹擾設備，能夠讓殲-20S成為類似EA-18G「咆哮者」那樣的電子幹擾戰機，殲-20本身就擁有內部空間大、航程遠、速度快的優勢，一旦成為隱身電子幹擾戰機，將成為改變「空戰規則」的武器。
此前F-22戰機曾經研發過一款雙座對地攻擊型號，被命名為FB-22，FB-22就採用了雙座設計，專門優化了對地攻擊能力，殲-20S也具備成為戰術轟炸機的能力。殲-20的航程、機體尺寸完全達到了戰術轟炸機的標準，無需進行大的改進，適當增加內置彈倉的容積就能成為一款優秀的隱身戰術轟炸機，殲-20S的後座武器官專門執行操控精確制導武器的任務，前座飛行員執行空戰、飛行任務。
殲-20S還有一項重要任務，那就是指揮無人機作戰，單座的殲-20飛行員執行空戰任務已經被牽制了較大精力，雙座的殲-20S更適合指揮無人機作戰，後座的武器官可以變成無人機編隊的空中指揮官，並且相較於殲-16、殲-10S這些雙座機，殲-20S擁有隱身優勢，可以更好的協同隱身無人機作戰。從目前來看，雙座型殲-20相較於單座型號擁有對地攻擊能力強、多用途作戰能力強、適合指揮無人機編隊作戰的三大突出優勢，能夠最大程度發揮出重型隱身戰鬥機的平臺優勢。