20次列车停运前使用直供电DC600V带集便器的中国铁路25G型客车，配属成都铁路局重庆车辆段，列车满编采取19节车厢编组，其中硬卧车9辆、餐车1辆、软卧车1辆、硬座车7辆、行李车1辆。
机车交路.K819/820次列车全程使用电力机车牵引，北京西至郑州间使用郑州铁路局郑州机务段的和谐1D型电力机车或和谐3C型电力机车；郑州至襄阳间使用武汉铁路局襄阳机务段的和谐3C型电力机车，襄阳至重庆西间使用成都铁路局重庆机务段的韶山7C型电力机车。