Schumacher rempile pour une année supplémentaire avec Prema en 2020 et est associé au champion de Formule 3 FIA en titre Robert Shwartzman. La pandémie de Covid-19 perturbe fortement le championnat 2020, comme l'ensemble des manifestations sportives dans le monde, si bien que la saison débute en Autriche le 5 juillet. Il obtient ses deux premiers podiums de la saison à Budapest puis enchaîne les bons résultats, jusqu'à remporter la course principale de Monza. Il s'impose une seconde fois à Sotchi et conforte son avance au championnat sur Callum Ilott, un autre membre de la Ferrari Driver Academy. À l'issue du championnat, il remporte le titre avec dix podiums dont deux victoires. Lors du dernier Grand Prix de la saison 2020, à Abou Dabi, il réalise sa première séance d'essais libres au volant de la Haas VF-20 et participe à la première journée d'essais privés post-saison, peu après le Grand Prix.