2007年，互联网上出现轰-6的新改进首架原型机的照片，机身印有“战神”001的字样。外观最大的特征是重新设计前机身，全新设计带大型雷达罩的机头取代了轰-6机头透明领航舱，驾驶舱实现“玻璃化”。
此外，新战机还改进了电子设备，改善了人机工程，并大幅改善了机舱内人员布置和弹射逃生系统。新修形设计的加大的发动机进气口，增加了进气量，装用俄制D30-KP-2涡扇发动机替换原有WP-8涡喷发动机，加大了推力。
机尾与机身融合的锥体用于安装电子设备，取代原轰-6的护尾炮操纵舱。内部弹仓改为油仓，每侧机翼下各有三个外挂架，挂载的主要武器是巡航导弹，因此航程，带弹量比原轰-6有所增加，是中国战略威慑力量的重要组成部分。
16日，又有消息曝出，轰6K再次完成了关键升级。
消息指出，轰-6K作战半径达到1900英里。在携带12吨武器，包括最多6枚射程250英里的“鹰击-12”超音速反舰导弹或者射程1500英里的“长剑-20”亚音速巡航导弹的情况下，如果进行两次空中加油，轰-6K的作战半径就能达到3100英里。
