Pohjanpalo wechselte auf Basis einer Leihe am 24. Januar 2020 für ein halbes Jahr erneut in die 2. Bundesliga, diesmal zum Hamburger SV. Die Leihe sollte ihm mehr Spielpraxis ermöglichen, um sich auf eine eventuelle Teilnahme an der EM 2020 vorzubereiten, sowie den HSV bei seinen Bemühungen für einen Aufstieg unterstützen. In den 7 Spielen bis zur Saisonunterbrechung durch die COVID-19-Pandemie kam der Finne unter dem Cheftrainer Dieter Hecking hinter Lukas Hinterseer meist von der Bank ins Spiel und erzielte in 5 Einsätzen (einmal von Beginn) 2 Tore. Mit der Wiederaufnahme des Spielbetriebs nach mehr als zwei Monaten verdrängte Pohjanpalo Hinterseer aus der Startelf. Er kam in den letzten 9 Spielen stets in der Startelf zum Einsatz und erzielte 7 Tore. Der HSV, der sich vom 2. bis zum 33. Spieltag durchgängig unter den ersten Drei der Tabelle befunden hatte, verpasste auf dem 4. Platz den Aufstieg, woraufhin der Angreifer den Verein nach Ablauf seines Leihvertrags wieder verließ.