9月21日上午，中國航母“遼寧艦”順利完成預定試驗任務後，返航停靠青島某軍港。自“遼寧”艦下水以來，此次海試持續時間最長、航程最遠。在這次試航中，艦上多架殲-15艦載機完成了長、短跑道最大重量起降等體現航母戰鬥力的重要科目。“遼寧艦”還進行了複雜氣象條件下，短時連續起飛和回收多型艦載機的科目，也顯示出中國航母在複雜海況下應對高強度海上作戰環境的能力。而殲-15挂裝多種模擬彈藥，展示了中國航母強大的對空、對海、對地攻擊能力。
媒體披露的圖片和視頻顯示，殲-15至少利用機腹、機翼的6個挂點分別挂裝了航空炸彈、“鷹擊”-83反艦導彈和 “霹靂”系列空對空格鬥導彈的模擬彈，在“遼寧艦”上完成了多次滑躍起飛和阻攔降落。值得關注的是，殲-15在翼尖挂裝空對空格鬥導彈的情況下，還攜帶了2枚反艦導彈或重型炸彈。 “俄羅斯之聲”網站稱，俄海軍蘇-33艦載機從航母起飛時甚至不能加滿燃油，只能攜帶重量較輕的空對空導彈，充當截擊機的角色；但中國製造的殲-15可攜帶制導炸彈和反艦巡航導彈，顯然是一種多功能艦載機。日本《外交學者》刊文稱，殲-15挂裝空對空導彈，可大幅延伸航母編隊的對空火力打擊範圍。據以色列《防務動態》雜誌網站報道，雖然殲-15將以防空作戰為首要任務，但也會兼顧攻擊職能。美國“全球安全”網站報道稱，具備超音速突防能力的 “鷹擊”-83空射反艦導彈早在2002年就由中國的殲轟-7戰機完成了首次試射，其射程約為250公里，這大大超出了美國情報機構以前的預測。
軍事分析人士指出，殲-15的性能已達到美國海軍F/A-18“大黃蜂”的水準，整體戰鬥力遠超印度海軍的米格-29K艦載機。不久的將來，以搭載殲-15的“遼寧艦”為核心，搭配052D型驅逐艦、新式護衛艦和核潛艇，中國海軍會打造出亞洲最強大的航母編隊。
殲-15完成多武器構型起降試驗，標誌著中國航母編隊即將具備海空、海陸一體化作戰能力。航母及其配套的艦載機成熟前，中國海軍的作戰核心是驅護艦隊。雖然先進相控陣雷達技術、導彈垂直髮射技術的引進，已令中國驅護艦隊的攻防能力大增，但面臨對手先進陸基戰鬥機、艦載機多批次突防時，艦隊自身的防空火力仍難以招架。
全副武裝的殲-15具備駐艦作戰能力後，不僅可大幅拓展艦隊的“防空火力圈”，在敵機靠近前將其驅離或擊落；還可頂替水面艦艇執行反艦作戰任務，為艦隊增添一種打得更遠、突防能力更強的打擊手段。在殲-15的帶動下，水面艦艇編隊將從平面化的作戰力量，升級為具備海空一體化作戰能力的作戰力量。攜帶精確制導炸彈的殲-15還可掩護海軍陸戰隊實施兩棲登陸、奪島作戰。
