一是提高了轰炸机的节油性能和航程。轰-6K换装了低油耗、重量轻的D-30KP-2涡扇发动机，该型发动机已经成功应用在伊尔-76和运 -20大型运输机上。为适应新的发动机，对进气道、尾喷等做了针对性重新设计和修形，发动机进气口明显增大，使推力增加了30%，耗油量减少20%。
轰-6k
二是提高了空地打击能力。与轰-6相比，轰-6K的主体承力结构没有大改，但机翼下增加了外挂点，可挂载6枚长剑-10巡航导弹或KD88空地导弹，最大载弹量可达15吨，有效提高了单机和单次火力攻击密度。为了能够携带重达数吨、体积庞大的钻地弹，轰-6K将内部弹仓改为由大型可拆卸油箱组成 的燃油舱，使之能够在钻地弹与油箱间进行选择，既具备钻地打击能力，又能满足执行其他任务的需要。
轰-6k
三是采用了最新电子设备。对飞机的前机身进行了重新设计，使之变窄，变短。机头换上全封闭的流线形整流罩，加装了新型火控雷达和搜索雷达。取消 了机头透明领航员舱和颌下雷达，改装为雷达设备舱，安装了新型前视红外探测装置和光学瞄准设备，加装了GPS+北斗卫星导航系统和标准数据链系统。为保证 突防安全，轰-6上的机炮炮塔全部取消，尾部的无线电操作员舱也被取消，改为电子舱，换装成新型主动被动大功率电子干扰设备。
