Nel 2020 vengono confermati entrambi i piloti titolari; l'arrivo in seno alla scuderia di Robert Kubica nel ruolo di terzo pilota, reduce da una stagione da titolare alla Williams, porta con sé il marchio polacco PKN Orlen che diventa "co-title sponsor" del team, ufficialmente rinominato "Alfa Romeo Racing ORLEN". L'avvio di stagione si rivela deludente; a parte i 2 punti ottenuti da Giovinazzi nel Gran Premio inaugurale, la scuderia è infatti lontana dalla zona punti per la prima parte della stagione. Räikkönen deve attendere fino al rocambolesco Gran Premio della Toscana per conquistare i suoi primi punti in campionato, chiudendo all'ottavo posto, diventato poi nono a causa di una penalità. Un altro piazzamento in zona punti arriva nel Gran Premio dell'Eifel, nel quale Giovinazzi taglia il traguardo in decima posizione. Nel Gran Premio dell'Emilia-Romagna entrambi i piloti ottengono, per la prima volta in stagione, un piazzamento tra i primi dieci, con Räikkönen nono e Giovinazzi decimo. Fino al termine del campionato non ci saranno altri piazzamenti in zona punti. Nonostante il bilancio finale di una stagione molto deludente sia di appena 8 punti, la scuderia conferma per il terzo anno consecutivo l'ottava posizione nel mondiale costruttori.