Dixon ha vinto le prime tre gare della stagione 2020 in Texas, sull'Indianapolis Road Course (la sua prima vittoria su questa pista) e a Road America. Alla 500 Miglia di Indianapolis Dixon è arrivato 2º in qualifica perdendo per un nulla la pole in favore di Marco Andretti. Dixon sarebbe poi arrivato secondo per la terza volta nella sua carriera alla 500 Miglia di Indianapolis. In campionato dopo la partenza sprint vede il suo vantaggio in classifica erodersi progressivamente per merito del grande recupero di Josef Newgarden. Dixon riesce però a conquistare il suo sesto titolo, piegando il suo rivale Josef Newgarden nell'ultima gara della stagione a St. Petersburg.