据称后期生产的轰-6甲(也可能是改进后的丙型)部分改造为轰-6F改进型,主要调整了主仪表板和辅助仪表板,增加了惯导设备的控制显示部件和状态选择部件。增加了惯性导航系统、GPS定位导航、导航信息处理机,换装领航仪和航向联系盒。从而组成了惯性导航、GPS导航和多普勒导航三种导航分系统,互相交联配合,可与轰炸瞄准系统交联,实施自动瞄准轰炸。该系统采用了卫星导航技术、卡尔曼滤波技术、多余度组合导航技术,导航功能强、精度高、工作可*性好,可以实施远距离自动导航、机动瞄准和在复杂气象条件下实施低空激动突防。因此该改型具备了原距离、远海导航轰炸能力,解决了轰-6飞机难以遂行远海作战的问题。取消了不必要的背部和机头航炮,并采用了蓝灰色低可视性涂装。甚至有一架轰-6被用于提高隐身性的研究试验,进行了一定的改装。
为改善轰-6的航程、发动机寿命等性能,西飞于1970年提出了深入改进的轰-6I方案。这一方案非常大胆,采用四台英国“斯贝”512-5W涡扇发动机(FBC-1也采用了当时引进的“斯贝”涡扇发动机)代替原有的两台涡喷-8发动机。其中两台布置在原涡喷-8的位置,另外两台在机翼下吊挂。轰-6I航程从原型的5760千米猛增至8060千米,海平面爬升率从原型的18.6米/秒提高到29.7米/秒,效果显著。但由于大量改进现有的轰-6成本太高,而且“斯贝”发动机的数量和后勤维护很成问题,轰-6I方案被放弃。