Pierwsze karty serii Radeon HD 6000 debiutowały na rynku w czwartym kwartale 2010 roku, w postaci modeli należących do serii 6800 i 6900, które zastąpiły wcześniej oferowane Radeony 5830, 5850 i 5870. Akceleratory korzystają z układów produkowanych w 40-nanometrowej technologii, jednak w porównaniu do poprzedników zawierają wiele nowości. Wśród nich należy wymienić wsparcie dla wyświetlania obrazu stereoskopowego (technologia AMD HD3D), dekoder UVD 3.0, który zapewnia sprzętowe wsparcie dla formatów MPEG-2, DivX, MVC i Blu-ray 3D oraz jednoczesną obsługę 6 wyświetlaczy i najnowszych złącz HDMI 1.4a oraz Display Port 1.2.
Oprócz tego ulepszono sprzętowe jednostki odpowiadające za teselację, zwiększając jej wydajność oraz poprawiono skalowanie CrossFire dzięki dwukrotnemu zwiększeniu przepustowości łącza służącego do wzajemnej komunikacji kart pracujących ze sobą w tym trybie. W dziedzinie jakości obrazu w grach dodano bardziej skuteczną metodę wygładzania krawędzi (morfologiczny antyaliasing), wygładzanie krawędzi metodą EQAA (Enhanced Quality Anti-Aliasing) oraz ulepszony filtr anizotropowy, zapewniający wyższą jakość filtrowania i tekstur niż w serii HD 5000.
Karty z serii Radeon HD 6800 debiutowały na rynku 22 października 2010 roku i są zbudowane na układzie o nazwie kodowej Barts. Chip jest produkowany w 40-nanometrowym wymiarze technologicznym, składa się z około 1,7 miliarda tranzystorów i ma powierzchnię 255 mm^(2). Chip zawiera 14 bloków SIMD z architekturą VLIW5 oraz 32 jednostki RBE (Render Back Ends), nazywane inaczej jako jednostki ROP. W każdym bloku SIMD znajduje się 80 procesorów strumieniowych w konfiguracji 16x5, którym towarzyszą 4 jednostki TMU. Łącznie daje to liczbę 1120 procesorów strumieniowych, 56 jednostek TMU oraz 32 RBE. Układ komunikuje się z pamięcią GDDR5 poprzez 256-bitową magistralę.
Radeon HD 6870 korzysta z układu Barts XT, który jest wspierany przez 1GB pamięci GDDR5 z 256-bitową magistralą. Karta dysponuje 1120 procesorami strumieniowymi (224x5), 56 jednostkami TMU oraz 32 ROP. Częstotliwość taktowania układu graficznego wynosi 900 MHz, natomiast w przypadku pamięci 1050 MHz (4200 MHz efektywnie). Moc obliczeniowa dla obliczeń pojedynczej precyzji wynosi 2 teraflopy oraz 400 gigaflopów dla obliczeń podwójnej precyzji. Zużycie energii określono na 19W podczas spoczynku i 151W podczas obciążenia. Do zasilania karty służą dwie 6-pinowe wtyczki.
Wolniejszy Radeon HD 6850 ma 1GB pamięci GDDR5 z 256-bitową magistralą oraz układ Barts Pro, zawierający 960 procesorów strumieniowych (192x5), 48 jednostek TMU oraz 32 ROP. Częstotliwość taktowania układu graficznego wynosi 775 MHz, natomiast w przypadku pamięci 1000 MHz (4000 MHz efektywnie). Moc obliczeniowa dla obliczeń pojedynczej precyzji wynosi około 1,5 Teraflopa oraz około 300 gigaflopów dla obliczeń podwójnej precyzji. Karta jest zasilana przez jedną 6-pinową wtyczkę i zużywa 19W energii podczas spoczynku oraz 127W podczas obciążenia.
Kilka miesięcy po premierze modeli HD 6870 i 6850 na rynku zadebiutowały również karty Radeon HD 6790, wyposażone w 1GB pamięci GDDR5 z 256-bitową magistralą oraz układ Barts LE zawierający 800 procesorów strumieniowych (160x5), 40 jednostek TMU i 16 ROP (zamiast 32 w modelach 6870/6850). Częstotliwość taktowania układu graficznego w tym modelu wynosi 840 MHz, natomiast pamięci 1050 MHz (4200 MHz efektywnie). Karty oferują moc obliczeniowa około 1,35 Teraflopa dla obliczeń pojedynczej precyzji wynosi oraz około 270 gigaflopów dla obliczeń podwójnej precyzji i są zasilane przez jedną 6-pinową wtyczkę.