Toujours gêné par des problèmes au dos, Dupont fait son retour sur les pelouses à la fin du mois de décembre 2019. Malgré seulement deux titularisations en club, Antoine Dupont rejoint le XV de France pour démarrer contre XV de la rose lors du premier match dans le Tournoi des Six Nations 2020. Auteur d'une performance soulignée par la presse, Dupont participe activement à la victoire française sur les récents vice-champions du monde. Confirmant une certaine régularité dans le haut niveau, Antoine Dupont est considéré par certains experts comme l'un des meilleurs demis de mêlée du monde. Sa nouvelle performance positive la semaine suivante face à l'Italie montre l'importance prise par Dupont dans le système du nouveau sélectionneur Fabien Galthié.