Fatti: A. C.A._ è proprietario del fondo part. n. 44 di Cademario, situato nella zona del nucleo di vecchia formazione (NV) del piano regolatore comunale. La particella è delimitata da due percorsi pedonali interni, via Ai Turbìn ad est (part. n. 43) e Strécia Giovannino Guareschi ad ovest (part. n. 47). Vi sorge un vecchio rustico agricolo formato da due corpi (A e B) contigui a questi percorsi. Sul lato opposto di via Ai Turbìn, dirimpetto al rustico, è ubicato il fondo part. n. 42, di proprietà di D.D._ e E.D._, su cui è edificata la loro abitazione. Il 4 febbraio 2016 A.A._ e B.A._, allora proprietaria del fondo, hanno presentato al Municipio di Cademario una domanda di costruzione per la ristrutturazione e l'ampliamento del rustico, con la formazione di due nuovi appartamenti. Il progetto prevede in particolare il mantenimento dei muri perimetrali dell'edificio esistente e il rifacimento del tetto e dell'interno. Il blocco B verrebbe inoltre ampliato con l'aggiunta di un nuovo corpo (C) sul lato nord. B. Alla domanda si sono opposti i vicini D.D._ e E.D._. Acquisito il preavviso favorevole dell'autorità cantonale, il 24 agosto 2016 il Municipio ha rilasciato la licenza edilizia, respingendo nel contempo l'opposizione dei vicini. C. Adito dagli opponenti, con decisione del 28 febbraio 2018 il Consiglio di Stato del Cantone Ticino ha parzialmente accolto il ricorso, confermando il rilascio della licenza edilizia alla condizione che il muro sul lato est del nuovo corpo, a confine con la strada part. n. 43, fosse abbassato fino all'altezza massima di 1.50 m (compresa l'altezza del parapetto) e che l'altezza di un camino sul blocco A fosse innalzata in modo da superare di 50 cm l'altezza del colmo del tetto più elevato. D. Con sentenza del 17 dicembre 2019, il Tribunale cantonale amministrativo ha accolto un ricorso presentato dai vicini contro la decisione governativa, annullandola e annullando contestualmente la licenza edilizia. La Corte cantonale ha segnatamente ritenuto che il nuovo corpo C progettato non seguiva gli allineamenti e non era suscettibile di giustificare una deroga al rispetto della distanza tra gli edifici. E. A.A._, B.A._ e C.A._ impugnano questa sentenza con un ricorso in materia di diritto pubblico del 3 febbraio 2020 al Tribunale federale. Chiedono, in via principale, di annullarla e di confermare la decisione governativa e il rilascio della licenza edilizia. In via subordinata, chiedono di annullare la sentenza impugnata e di rinviare gli atti alla Corte cantonale per completare l'istruttoria e statuire nuovamente sulla causa. In via ulteriormente subordinata, postulano l'annullamento del giudizio impugnato e il rinvio degli atti al Municipio, affinché si pronunci in modo più dettagliato sulla questione degli allineamenti nella zona del nucleo di vecchia formazione. I ricorrenti fanno valere l'accertamento manifestamente inesatto dei fatti nonché la violazione degli art. 9 e 29 Cost. e dell'autonomia comunale. Non sono state chieste osservazioni sul ricorso, ma è stato richiamato l'incarto cantonale.