In der Saison 2020/21 konnte O’Sullivan erstmals in seiner Karriere keinen Titel gewinnen. Er erreichte jedoch fünf Ranglistenturnierfinals, die er allesamt verlor. Bei der Tour Championship erreichte er sein 58. Ranglistenturnierfinale, womit er eine neue Bestmarke aufstellte. Bei der Weltmeisterschaft schied O’Sullivan als Titelverteidiger mit einer 12:13-Niederlage gegen Anthony McGill im Achtelfinale aus.