油20于进行训练时首次曝光，机身上出现了有未来将会开始导入的硬管加油设施。2020年9月27日，编号为20041的运20从南韩仁川国际机场起飞，将117位韩战中阵亡的解放军士兵遗骸送返中国。2021年2月7日，编号为11151的运-20从北京将国药集团生产的60万剂2019冠状病毒病疫苗BBIBP-CorV运送至柬埔寨金边国际机场，供柬埔寨民众和军队紧急使用。