Samochody pancerne BA-20 stanowiły uzbrojenie pododdziałów rozpoznawczych wojsk pancernych, piechoty i kawalerii. Znalazły zastosowanie bojowe w czasie wojny domowej w Hiszpanii. Brały udział w walkach z Japończykami nad jeziorem Chasan i rzeką Chałchin-Goł. Stosowano je także w czasie wojny zimowej. Znajdowały się w wyposażeniu wojsk wkraczających do Polski 17 września 1939 roku. Były używane przez cały okres wojny z Niemcami, aż do jej zakończenia w 1945 roku.