与前苏联只出口二流武器的政策不同，中国出口的武器系统往往比其国内使用的同型武器还要先进，这是因为中国常常在出口武器时应用户的要求进行相应的改装或在其武器平台上采用西方的设备的缘故。
中国 F-6 的最初用户是巴基斯坦。在 1965 年 9 月爆发的印巴战争中，美国向参战双方进行了军火禁运，印度被美国的做法所激怒，转而投向了苏联的怀抱，开始接受苏联的军援。美国的军火禁运使得巴基斯坦陷入了极大的困境，因为在此之前巴空军的所有前线战斗机，如 F-86 和 F-104 都是从美国进口的。为了打破在于印度对抗中的不利局面，巴基斯坦政府开始寻求中国的帮助。1965 年 10 月两国开始就向巴基斯坦援助 F-6 战斗机进行谈判，随后巴基斯坦飞行员被送往中国进行训练，为了便于掌握，所有的中文技术资料都被巴基斯坦人逐字译成了英文。1965 年 12 月底，中国向巴基斯坦赠送了第一批 6 架 F-6 战斗机，这批飞机装备到了巴空军驻萨果达的第 25“鹰”中队，并参加了次年 3 月的巴国庆阅兵。这些飞机属于第一生产批次，飞机垂尾根部没有减速伞舱，装备的是炮口带制焰器的 NR-30 机炮。
巴基斯坦空军挂载响尾蛇导弹的 F-6
在 1971 年的印巴战争中，巴空军的 F-6 战斗机无论是在空战中还是在对地支援上均发挥了巨大的作用。12 月 4 日，印度空军突然出动了 70 架猎人式和苏-7 飞机大规模空袭巴基斯坦机场，巴空军进行了顽强的抵抗，就是在这次空战中，歼-6 的表现极为出色，巴基斯坦空军飞行员 K.拉提夫少尉和赛福兹少尉驾驶 F-6 分别击落和重创一架苏-7 战斗机。在同一天，巴飞行员 J.卡兹少尉在 Minawali 上空驾驶一架 F-6 英勇的撞下了印度空军一架“猎人”战斗机，卡兹少尉也成了第一位牺牲的巴空军 F-6 飞行员。F-6 战斗机的 30 毫米机炮的巨大威力在这次战争中的得到了充分的证实，1971 年 12 月 4 日，F-6 在 Chamb-Jaurian 地区摧毁了印军 18 门火炮和一个弹药库，在整个战争中，F-6 不停的执行近距支援任务，为巴军地面部队提供了强有力的支持。
1971 年 12 月 7 日，阿提哥少尉和穆沙夫少尉驾驶的 F-6 双机编队与印度空军的 4 架苏-7 战斗机遭遇，经过一场激烈的空战，战斗以印军的 2 架苏-7 被击落而结束。在同一天的另一场战斗中巴军的一架 F-6 被印军地面炮火击落，飞行员瓦贾德.阿里少尉跳伞后被印军俘虏。12 月 11 日沙希德.拉扎少尉驾驶的 F-6 没能逃出印军的防空火力，机毁人亡。
战后不久，即在 1972 年初，中国同意援建给巴基斯坦一座 F-6 的大修厂，工厂就建在卡马拉的巴基斯坦航空联合体内。在这座工厂建成之前，巴基斯坦的 F-6 战斗机必须用船运回中国大修，而这一过程常常要耗费近近 2 年时间。1980 年 11 月 8 日，该厂开始正式运行，在执行大修任务的同时，该厂还可生产约 60% 的 F-6 备件。卡马拉厂建成后不久，巴基斯坦人研制出了一种 1,140 升的机腹保形油箱，从而节省出了机翼下的两个挂架用于其它武器。中国空军不久后也采用了这项巴基斯坦人的发明。
机腹保形油箱
1978 年，中国以优惠价格提供给巴基斯坦 125 架歼-6，与前一批相比，这批飞机垂尾根部安装了减速伞舱。巴基斯坦共有第 15、第 17、第 23 和第 25 四个中队装备了中国产 F-6 战斗机。这些飞机与中国本国使用的 F-6 有不少区别，巴空军的 F-6 采用了英国马丁贝克公司的 Mk PKD10 弹射座椅，右侧座舱后的天线杆被移到了机头右侧，此外两侧翼下还各有一个 AIM-9“响尾蛇”导弹发射架。这些改进都是在巴基斯坦的卡马拉大修工厂进行的。
在巴基斯坦空军引进了 F-16 和 F-7P 战斗机后，F-6 战斗机开始逐渐从巴空军一线部队退役，但是由于 F-6 的出色爬升率，巴空军在每个机场都保留了几架 F-6 以对付敌军的突然袭击。
1965 年中国培训了一批北越飞行员，次年北越空军得到了第一批中国援助的 F-6 战斗机，1968 年美国宣布停止轰炸北越后，中国又向北越提供了一批。北越的 F-6 数量很少，从未超过 40 架，全部都配属北越空军第三联队。由于拥有出色的爬升率和加速性能以及威力巨大的机炮，F-6 非常适合北越空军采用的“打了就跑”的战术。
1972 年 5 月美国恢复对北越的轰炸后，F-6 与美军战斗机发生了第一次空中对抗，1972 年 5 月 8 日，在美军发动的“后卫 I”大规模空袭中，美军第 13 战术战斗机中队的飞行员巴顿.P.克鲁少校和凯斯.K.琼斯上尉驾驶飞机在河内上空用一枚“麻雀”导弹击落了一架 F-6。但是很快美军飞行员的恶梦便开始了，1972 年 5 月 10 日，美军第 432 战术侦察机联队的飞行员鲍勃.劳治少校和罗杰.罗克尔上尉驾驶一架 F-4“鬼怪”战斗机前往执行对保罗.杜梅大桥的侦察任务时被北越空军的两架 F-6 击落，飞行员鲍勃.劳治少校当场毙命，罗杰.罗克尔上尉弹射跳伞后东躲西藏，在 23 天后被美军搜索队救回。同一天北越王牌飞行员乐桑岛和李多苏（音译）的 F-6 双机编队击落了另一架该中队的 F-4E，飞行员 J.哈里斯上尉和 D.威金森上尉丧命。在空战中，北越飞行员以自己独特的战术与美军周旋，他们常常趁美军飞行员不备突然发起攻击，在美军编队中造成混乱并寻找机会攻击飞离编队的美机，在美军晃过神来之前便完成攻击退出战斗。这种战术让美国人在北越上空吃尽了苦头。
1978 年，孟加拉国空军接受了 24 架巴基斯坦空军库存的 F-6，这些飞机被编入了该国空军驻吉大港的第 8 和的 25 中队。接着孟空军又得到了第 2 批 16 架 F-6。孟加拉国空军的 F-6 采用与巴基斯坦空军一样的灰色迷彩涂装，机头处和垂尾上都涂有黑色战术编号。1991 年 4 月 30 日，一场时速高达 225 公里/小时的飓风袭击了孟加拉，致使该国损失了多架 F-6 战斗机。