АМС «Венера-6» была создана на Машиностроительном заводе имени С. А. Лавочкина. Конструкция АМС «Венера-6» была полностью аналогична конструкции АМС «Венера-5».
На станции «Венера-6» был памятный знак, на одной стороне которого было изображение герба Советского Союза, а на другой — барельеф В. И. Ленина.
Целью запуска автоматической станции «Венера-6» была доставка спускаемого аппарата в атмосферу планеты Венера и изучение физических параметров и химического состава атмосферы.
Это был одновременный полёт двух одинаковых по конструкции автоматических станций: «Венера-5» и «Венера-6». «Венера-5» стартовала на пять суток раньше «Венеры-6». Окрестностей планеты Венера станция «Венера-5» достигла на одни сутки раньше станции «Венера-6».
«Венера-6» была запущена с космодрома Байконур 10 января 1969 года в 8 часов 52 минут московского времени.
16 марта 1969 года была проведена коррекция орбиты станции, которая в это время находилась на расстоянии 15,535 млн км от Земли.