2007年，这种全新的改进型第一架原型机首飞，由于该机刚出厂时在机头侧面涂有“战神”二字，从此“战神”之名不胫而走，成为了轰-6K的绰号。而“脱胎换骨”的轰-6K，也确实当得起这个称号。该机内部结构经过了重新设计，大量使用复合材料，并取消了全部机炮，重量大幅减轻。