歼-6Ⅱ型，1969年3月25日首飞，用于高空高速拦截，实用升限17500米。机炮配置改为两门机身炮，进气道中央有可调整流锥，机头有8个辅助进气门。进一步扩大机翼面积，减轻了结构重量。发动机采用2台涡喷-6甲，推力29.42千牛，最大速度1548千米/时。在这幅图片里空速管向上折起，这是歼-6的一大特点。

歼-6Ⅲ型，1969年8月5日首飞，高空高机动型，三门30mm航炮，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。增设两级可调进气调节锥。减小了翼展，延长翼弦，增加翼面积，使翼载减小到6千克/平方米。