2012年11月22日,首架歼-15原型机在辽宁号航空母舰上进行着舰测试和起飞测试成功。2013年3月7日,身兼全国政协委员的歼-15总设计师孙聪于两会期间接受中国新闻社访问时透露,歼-15正处于飞行员培训阶段,正在进行小批量生产;中国下一代舰载机可能于2020年前问世。2013年6月18日,歼-15再次在辽宁舰起降,并进行首次驻舰飞行。2013年12月初,网络上暴露一张采用标准的海军灰蓝色涂装,座舱后部涂装有海军军旗,垂直尾翼涂有一只“飞鲨”LOGO,头部及垂直尾翼有正式编号的歼-15舰载战斗机,说明该型战机已经通过试飞阶段,正式进入中国人民解放军海军航空兵入役验证状态。