我国在 1956 年 9 月 19 日，首批歼-5 型喷气战斗机刚刚交付部队，第二年就选定了超音速的米格-19 飞机为仿制对象。1958 年 3 月开始仿制，1958 年 12 月 17 日和 1959 年 9 月 30 日，分别首次试飞了我国制造的米格-19P 和米格-19 前线歼击机（即歼-6）。1962 年歼-6 飞机开始交付部队。从战斗机装备更新的进度看，我国与世界先进国家水平的差距为 7~8 年，选恰好是研制一代新飞机所需要的周期。
处于封锁和禁运中的新中国，只能从前苏联得到技术援助，而前苏联的政策是新一代飞机装备部队后，上一代飞机才准予向外国转让。前苏联向我国转让米格-19 技术之时，正是他们的部队开始装备米格-21 飞机之日。现在看来我国当时的抉择是非常及时的，也是唯一可行的。
1957 年 10 月，我国首先选择米格-19P 型全天候截击机为仿制对象，1958 年 3 月开始在沈阳试制。1958 年 12 月，根据部队的需要，又参照昼间歼击型的米格-19S 重新设计，即保留米格-19P 的后机身，前机身仿米格-19S，但有修改。合成设计的型号，1959 年 2 月投入试制。1959 年 9 月 30 日首次试飞，首席飞行员是吴克明。1962 年，第一架飞机交付部队。这一型号，工厂命名为“东风”102，空军称它为“59”式。
由于首批仿制的飞机出现质量问题，1961 年推倒重来，重新仿制米格-19S 歼击型飞机。1963 年 9 月 23 日首攻试飞，飞行员仍然是吴克明。1964 年 6 月 28 日首批飞机交付部队使用，被正式命名为歼-6，也就是歼-6 系列的基本型。
空军的歼-6 基本型机群
国产歼-6 飞机采用了大后掠角的箭形机翼（1/4 弦线的后掠角为 55º，相对厚度 8.24%），而同一代的超音速战斗机，如美国的 F-100 和法国的“超神秘”，都采用了 45º 的中等后掠角、相对厚度只有 6% 的机翼。大后掠角机翼的临界 M 数出现较晚，有利于超音速飞行。
歼-6 继承了 70 年代中期以前，苏制战斗机的特点，即重量轻、推重比大，因而机动性好。例如歼-6 在 1,000 米高度上，从 M0.9 加速到 M1.28 所需的时间为 78 秒，在海平面上，最大爬升率为 145 米/秒；在 5,000 米高度上，M0.7 的速度时，稳定盘旋角速度为 12.4 度/秒；在海平面高度上，M0.6 时，最大瞬时盘旋角速度为 20 度/秒。其它同类飞机都很难达到这一水平。
歼-6 飞机的推重比大主要是由以下这些因素造成的。
1、尽量采用简单结构，如为了解决大后掠角机翼的翼梢失速（气流分离）问题，F-100 飞机安装了结构复杂的自动控制的前缘缝翼，而歼-6 只用了一对大翼刀（导流片）来阻止附面层向翼梢堆积。
2、歼-6 飞机装有 2 台推力较小，但重量更轻的发动机，既保证了高速飞行的需要，又降低了飞机的总重。歼-6 使用的涡喷-6（WP-6）发动机的推重比是 45.7 牛/千克（4.66），而 F-100 使用的一台 J57P-21A 型发动机的推重比只有 32.5 牛/千克（3.31）。
3、歼-6 的机内燃油量较少，为 1,730 千克，而 F-100 为 3,362 千克。燃油少将降低最大航程和续航时间，但对于进行国土防空作战的飞机来说，不算是严重的缺点。
歼-6 飞机是一个庞大的家族，有很多改型。下面列出各型别的识别要点。
1、歼-6 基本型（有时被称为歼-6 丙）：进气道内无整流锥，无玻璃钢机头罩，照相枪在进气口上方，机头左下方有雷达测l距天线，空速管在机头前方，装了 3 门机炮。
2、“59”式（“东风”102）：机头同歼-6 基本型，但进气道内有铝制整流锥，空速管在右机翼前缘，有一对前伸发射梁（挂架）。
“东风”102
3、歼-6I：1966 年改装的高空截击型，只保留了 1 门机头炮，拆除了着陆灯等不必要的的设备，襟翼面积增大 0.6 平方米，改装涡喷-6甲（WP-6A）发动机。
4、歼-6II：1969 年，为进一步提高歼-6I 的性能所作的改装。1969 年 3 月改制完毕，3 月 25 日首次试飞。进气道中央加可调节整流锥，进气道外壁加 8 个进气门，机头下方装 1 门 30 毫米机炮和 1 门 23 毫米机炮，无机翼炮，加装 2 枚导弹，无前伸发射梁，折除了照相抢、信号枪等不必要的设备。
歼-6II
5、歼-6III：1968 年，为提高机动性所作的改型。1969 年 7 月 28 日完成总装，8 月 5 日首飞。进气道内整流罩改为 2 级可调，加大了进气口的截面积，机翼面积加大 1.18 平方米，翼展减少 300 毫米，机翼相对厚度、展弦比和根梢比都有变化，延长翼弦，增加翼面积，使翼载减小 6 千克/平方米。装 3 门机炮，无前伸发射梁，减速伞舱从机腹移至垂尾根部。进气道同歼-6II，减速伞舱移到垂尾底部。换装涡喷-6甲发动机，使全机推重比提高到 0.988。
歼-6III
6、歼-6III 改：1974 年，为改善歼-6III 存在的问题所作的改型。前机身加长 375 毫米，装 3 门机炮，翼尖加 2 枚导弹，采用了零高度火箭弹射座椅。
歼-6III 改的翼尖挂弹
7、歼-6IV：1970 年改装的夜间作战型。进气道唇口变薄，进气口截面加大，采用歼-6III 型的机翼，只保留 2 门机抱（机翼处），机翼可挂导弹。
歼-6IV
8、歼-6 甲（“东风”103）：1958 年仿制的米格-19P 全天候截击型。进气道内锥体整流罩前移 45 毫米，有玻璃钢机头罩，照相枪在进气口右方，空速管在右机翼上，保留了 2 门机炮，加装 2 枚导弹，有 2 个前伸发射梁，改为短机尾罩。
1974 年，贵州飞机厂又开始研制新的歼-6 甲飞机，1977 年设计定型，并投入小批量生产。
中国航空博物馆的歼-6 甲
9、歼-6 乙（“东风”105）：1960 年，南昌仿制的米格-19PM 全天候导弹截击机。结构与“东风”102 相同，但有玻璃钢机头罩，照相枪在进气口右方，无机炮，有 4 个前伸发射梁，加装 4 枚导弹，空速管在右机翼前缘。