運-20的首飛，對於中國航空工業是一次巨大的突破。長期以來，由於經費有限，中國航空工業的型號研製一直以殲擊機為主，直升機、運輸機等領域不得不“靠邊站”，這也直接導致中國運輸機一直以仿制中小型為主，運-5、運-7、運-8分別系安-2、安-24和安-12的仿制型號，其中最大的運-8最大有效載荷也不過20噸。進入新世紀，中國航空工業先後以殲-10在殲擊機領域實現了突破，以殲-20實現了在殲擊機領域的趕超，以直-10和直-19實現了在直升機領域的突破，而無人機領域更是井噴發展。運-20則實現了中國在大飛機領域的突破。運-20研製成功後，將極大豐富中國航空工業部門在大型飛機設計領域的工程經驗，對於研製其他大型飛機，如大型轟炸機，有著促進作用。
運-20對中國空軍的意義，完全不亞於殲-20的問世，它是打造一支戰略空軍不可或缺的機種。首先，運-20服役後，可極大提高中國空軍的遠程投送能力。這對於戰時執行快速後勤補給，以及執行非戰爭軍事行動尤為重要。第四次中東戰爭期間，美國利用C-5、C-141等運輸機進行了566架次飛行，給以色列空運了約2.3萬噸物資，蘇聯則在29天中出動安-22、安-12等大型運輸機930餘架次，給埃、敘空運約1.5萬噸軍用物資。最近法國空軍對馬里反政府武裝的軍事行動，就不得不租借盟友的C-17運輸機，也足見大型運輸機對於一支大空軍的重要作用。在搶險救災、海外撤僑等領域，大型運輸機的作用也不可小視。運-20列裝後，解放軍可真正實現“國家利益到哪裡，軍隊就能保護到哪裡”。
其次，在運-20的基礎上研製大型加油機，可提高中國空軍的遠程打擊能力。由於目前轟油6最大起飛重量只有約70噸，對重型戰機實施空中加油略顯不足，更無法對轟炸機進行空中加油。運-20改裝為加油機後，將有能力為重型戰機和轟炸機實施加油，中國的遠程打擊能力將再上一個台階。
此外，運-20的出現，使得保障裝備無平台可用的囧境一去不複返。大型預警機、空中指揮、電子戰飛機需要大飛機作為平台，或許從經濟性上來講，運-20並非是最優選擇，但是作為特種機的平台，在性能上綽綽有餘。
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