Toàn thân máy bay được sơn một xàu trắng xám, trong khi đó ở giữa cánh phải của máy bay được sơn màu tối và cánh trái vẫn giữ nguyên màu sơn ban đầu.
Một số ý kiến cho rằng việc có một số màu sơn khác nhau trên chiếc J-20 là do Trung Quốc muốn thử nghiệm 2 loại sơn giảm bức xạ radar trên cùng 1 máy bay để so sánh tính năng. Tuy nhiên một luồng ý kiến khác lại bác bỏ khả năng này khi cho rằng nếu sử dụng 2 loại sơn giảm bức xạ radar trên 2 nửa của 1 chiếc máy bay thì kết quả khi so sánh sẽ không chính xác vì loại sơn nửa này có thể tác động lên nửa bên kia và ngược lại, hơn nữa hiện giờ Trung Quốc cũng có nhiều mẫu thử J-20 cho phép thử nghiệm nhiều loại sơn khác nhau trên mỗi chiếc.
Một luồng ý kiến nữa thì cho rằng đây là các lớp sơn tàng hình khác nhau, bởi vì một lớp sơn thì không thể giảm bức xạ cho nhiều bước sóng radar khác nhau nên cần phải có nhiều lớp sơn chồng lên nhau để gia tăng hiệu quả.
Còn theo một chuyên gia giấu tên của Trung Quốc, việc sử dụng sơn giảm bức xạ radar để tăng tính tàng hình là cần thiết, tuy nhiên cũng cần xét đến yếu tố đánh lừa thị giác. Hiện tại, J-20 sử dụng màu sơn xám tối tương tự như máy bay ném bom F-117 và B-2 của Mỹ vốn chủ yếu sử dụng để ném bom vào ban đêm. Màu sơn như vậy sẽ giúp máy bay hoà vào trời đêm để tránh bị nhận diện bởi các thiết bị trinh sát bằng mắt cũng như phi công đối phương.
Ngược lại, các máy bay chiến đấu cần phải sơn nguỵ trang với màu sáng hơn bởi vì nó hoạt động chủ yếu vào ban ngày. Các loại máy bay tàng hình như F-22, F-35 và T-50 cũng sử dụng các màu sơn nguỵ trang sáng. Như vậy, theo ông này thì màu sơn đậm trên máy bay J-20 và J-31 có thể là màu sơn chuyển tiếp và sau đó máy bay sẽ được sơn màu sáng hơn để phù hợp với nhiệm vụ tác chiến.
