Auch in der nächsten Saison wurde Hornig im IBU-Cup der Senioren eingesetzt. Nachdem er dort konstant unter den besten 20 zu finden war und zweimal in die Top 10 lief, durfte der Tscheche am 19. Dezember 2019 sein Weltcup-Debüt beim Sprintrennen von Annecy-Le Grand-Bornand feiern, das er auf dem 71. Rang beendete. Es folgten drei weitere Top 10-Platzierungen im IBU-Cup, darunter auch ein zweiter Platz im Sprint von Brezno-Osrblie, gleichzeitig der erste Podestplatz im IBU-Cup für Vítězslav Hornig. Der Tscheche trat auch bei den Biathlon-Juniorenweltmeisterschaften 2020 an und konnte alle Rennen in den Top 20 beenden, jedoch keine Medaille gewinnen. 2020 trat Hornig erstmals auch bei Biathlon-Europameisterschaften der Senioren an und erreichte bei den Wettbewerben in Minsk den 14., 51. und 57. Platz in den Individualwettbewerben sowie den 11. Rang mit der Single-Mixed-Staffel. Bei den Biathlon-Junioren-Europameisterschaften 2020 zwei Wochen später war Vítězslav Hornig als Silbermedaillengewinner des Sprints und Goldmedaillengewinner des Einzels zusammen mit dem Slowenen Alex Cisar der erfolgreichste Athlet der Titelkämpfe.