持续往东，行经新化圆环后进入新化市区，然后在与区道172号交会处向东北方离开市区，东侧经过与国道8号终点（新化端）的交会处后即取消中山路名，改以台20线之名进入那拔林、山上、左镇等乡村或山区。中山路除了市区路段（圆环至新化高中前）外，其余路段皆属于台20线，沿线设有新化外环道路，用路人可借此避开热闹的新化市区。而本路段由于几乎贯穿新化的人口密集区，因此是当地居民联络都会区（台南市区、永康区）与山区（山上区、玉井区等），甚至是区内各里互相联系的重要道路。