该机的研发制造参照了伊尔-76的气动外形和机体结构，同时结合了美国C-17的部份特点。运-20于2012年12月开始地面滑行试验，可以确定采用了四发、上单翼、高T尾翼的基本布局。运-20与我国至今（2013年）使用的伊尔-76运输机相比较，运-20的发动机和电子设备有了很大的改进，载重也有了一些提高。其中西飞负责包括总装在内的大部分制造任务，陕飞、 沈飞、成飞、哈飞、上飞也都参与了部件的制造。
2009年11月6日，中航集团飞机公司胡晓峰总经理透露，中国空军军用200吨级大飞机实体年底将在西飞亮相，但迄今为止尚无任何关于该机的官方消息。不过可以确认的是，运-20是中国目前继运-10之后研制的最大的军用飞机。起飞重量220吨较中国商航C919客机72吨大不少,接近波音777的247吨。
