9今日头条年度盛典获得「年度最受关注女明星」；1月11日，出席2020新浪微博之夜获得「年度人气艺人」。1月22日，主演的古装玄幻爱情剧《三生三世枕上书》于腾讯视频上线，播出一周累积10亿点击率，成为2020年第一季度网剧播映指数第一位。3月29日，搭档吴磊主演的古装传奇电视剧《长歌行》于横店影视城正式开机，在剧中饰演天资聪颖、爱憎分明的永宁郡主李长歌；迪丽热巴的戏份在7月27日杀青。由其主演的电视剧《幸福，触手可及！》于5月19日起，在湖南卫视金鹰独播剧场播出；新剧开播第一天六网实时收视破一，成功登顶省级