I 2020 deltok han i Sanremo-festivalen for tredje gang, denne gangen med sangen «Fai rumore» (). Han vant konkurransen, og gjennom seieren fikk han også muligheten til å representere Italia i Eurovision Song Contest 2020 i Rotterdam i Nederland. På grunn av koronaviruspandemien så EBU seg nødt til å avlyse konkurransen for å hindre spredning av covid-19. Italia var selv hardt rammet av pandemien på dette tidspunktet, og hele Italia ble sendt i karantene i midten av mars. Diodatos «Fai rumore» var en av sangene som italienerne sang fra balkongene sine for å holde motet oppe under karantenen.