3日试飞的双座歼-15S的主要区别是将座舱改为串列双座，后座比前作高约100毫米，为此加高了背脊。外形与沈飞以苏-30MKK战斗机为蓝本开发的的歼-16类似。

据报道，歼-15战斗机的电子设备将会比歼-11领先一代，将会安装有源相控阵雷达和第四代战斗机标准的航空电子设备，在电子系统方面与美国F-18E战斗机属同等水平。

传统上认为双座战斗机属“同型教练机”，用于培养飞行员。但近几年来这个传统已有变化。美国海军的F-18F战斗机就是一种具有完整作战能力的舰载战斗机。

由于舰载机要执行的任务非常复杂，一名飞行员往往难以完成多重任务，故在执行防空拦截，空中指挥，空中加油，电子战等任务方面往往会需要双座战斗机。美国海军的专用电子战飞机EF-18G就是在双座F-18F战斗机的基础上开发的。歼-15S的出现将会为我国航母增加更多的任务弹性。

据称，该机试制中广泛使用了3D打印技术制造飞机的钛合金主承力部件，降低成本并大大缩短了样机试制时间，提前工作进度起码一年。