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国道20号（日语：国道20号／こくどう20ごう Kokudō nijū-gō）是连结日本东京都中央区与长野县盐尻市的一般国道。
国道20号从起点－日本国道路元标所在的东京都中央区日本桥，至长野县诹访郡下诹访町诹访大社下社秋宫附近，相当于1602年江户幕府整备的甲州街道，接著到终点为止则相当于中山道。全线大部分区间与中央自动车道及长野自动车道（长野县冈谷市 - 塩尻市）并行。
实际长度是以国道1号交点的皇居前樱田门交差点为起点，但法律上的起点为东京日本桥[1]。
现在正在建设东京都日野市川边堀之内（坂下交差点）至八王子市北野町（北野町交差点）的日野绕道延伸段及北野町交差点至首都圈中央连络自动车道（圈央道）高尾山交流道的八王子南绕道。
国道20号是继承江户时代甲州街道的路线。
1885年（明治18年）日本内务省告示第6号的“国道表”中，东京～甲府间为国道16号“东京至山梨县路线”，下诹访～盐尻间为继承中山道的国道7号“东京至神户港路线”的一部份。
1920年（大正9年）依旧道路法实施路线认定，旧16号成为国道8号“东京市至山梨县厅所在地路线”，旧7号成为国道14号“东京市至京都府厅所在地路线”。昭和4年，8号的经过地加入南都留郡河口村（现 富士河口湖町），大月～甲府间绕开笹子峠，原先通过笹子峠的路线成为现在的139号、137号。
1934年（昭和9年），国道8号被延长为“东京市至京都府厅所在地路线（甲）”，下诹访部份与国道14号路线共线。
1952年12月4日，基于新道路法的路线指定，东京都中央区～长野县东筑摩郡盐尻町（现 塩尻市））为一级国道20号，大月 - 甲府间再次通过笹子峠，成为今日的路线。1965年4月1日，道路法改正时取消一级、二级之别，成为一般国道20号。
2007年（平成19年）4月1日日野绕道全通以前，从国立交流道交差点直行至日野桥交差点左转，经日野桥、中央本线日野站前至高仓町西交差点为止的道路（甲州街道）属国道20号，2007年4月1日移交给东京都管理，成为东京都道256号八王子国立线（通称甲州街道）。从此，本道不再通过立川市。另外，国立交流道入口交差点往日本桥方向，以及高仓町西交差点往盐尻市方向的公路里程，是以经由旧国道计算。
过去国道20号是直接爬上中途的险处笹子峠，直至1958年（昭和33年）新笹子隧道开通为止。当时的新笹子隧道为收费道路，1971年（昭和46年）偿还结束后改为免费通行。
诹访地域茅野市至诹访市以及下诹访町至冈谷市的直线道路是在明治天皇全国巡幸时所建设。
从半藏门至新宿是双向各3 - 4车道的宽广道路，途中有1991年（平成3年）开通的新宿御苑隧道。明治通交会点（新宿四丁目交差点）是交通量大的平面交会处[注释 2]，白天易堵。东日本旅客铁道（JR东日本）新宿站南口陆桥往西仍维持双向各3车道以上。环七通交会点（大原交差点）至放射5号线的分岐点（上北泽站入口交差点），车流较为顺畅。上北泽往西为双向各2车道，交通不顺。环八通交会点（上高井户一交差点） - 乌山 - 京王电铁京王线仙川站前在假日午后容易堵塞。
国道20号在多摩地域的路旁种有许多银杏。到高尾站前交差点为止，多属宽15 - 20公尺的双向各2车道构造。调布市 - 府中市区间多号志，有并行的东八道路可做为绕道。国道20号在国立市的国立交流道入口交差点转入日野绕道，之后在高仓町西交差点接回甲州街道。
国道20号的八王子市区段十分长，白天容易堵塞[注释 3]。此外，大和田桥南诘交差点有条绕道延伸至追分町，名为“北大通”，在八王子市内也称“20号绕道”。道路从高尾站前往西缩减至双向各1车道。込绳桥附近有高尾山交流道，该处的八王子南绕道可通往东京都道47号八王子町田线医疗中心入口交差点。
该区间全线位于政令指定都市相模原市绿区内，仍为双向各1车道。旧相模湖町与旧藤野町交界有条短隧道。中央自动车道相模湖交流道入口周边在假日因进入中央自动车道的车流而有堵塞情形。
山梨、神奈川县界至中央自动车道胜沼交流道维持双向各1车道。大月市过去因市区与大月交流道的车流偶有堵塞，2002年4月23日开通大月绕道以疏解交通。 国中地域与郡内地域交界的“新笹子隧道”，及国中地域的“观音隧道”开通已60年以上，设计老旧、隧道狭窄且有高度限制，不仅影响物流等大型车辆通行，对行人、自行车也不够安全，因此目前正在进行改建工程。
穿过新笹子隧道（笹子隧道）后，沿著日川蜿蜒进入甲府盆地。在胜沼交流道后分别进入胜沼绕道、甲府绕道、龙王绕道、双叶绕道。从胜沼绕道至双叶绕道的甲府盆地区间，在2014年龙王绕道与双叶绕道完成拓宽后，全线皆为双向各2车道。这些绕道是为了解缓穿越甲府市区的旧国道20号（现国道411号城东通与国道52号美术馆通）堵塞情形，绕过市区而兴建的路线，因此全线皆在甲府市中心南方，邻近中央自动车道。双叶绕道结束后恢复双向各1车道，接著进入韭崎市的韭崎绕道。韭崎绕道结束于国道141号分岐点的一谷（ひとつや）交差点，接著继续往北杜市及长野县前进。
进入长野县后，线形和缓，道路仍为双向各1车道。过了下茑木交差点，左手边为道之驿信州茑木宿。进入茅野市后车潮增加，尖峰时刻易堵塞，但在坂室峠下方打通隧道完成坂室绕道后已有舒缓。但是茅野交差点 - 中河原北交差点之间聚集了旧国道152号、绕道、现道的车流，加上号志间隔短、又仅2车道，时常发生堵塞。另外，诹访市上诹访站周边有两座JR中央本线平交道，也有堵塞情形发生。
与中山道汇合后，下诹访町 - 冈谷市市区是直线往盐尻峠的缓上坡。诹访 - 冈谷间已开通诹访交流道前的诹访绕道，以及国道142号新和田隧道收费道路交点至冈谷交流道附近的下诹访冈谷绕道。
近年盐尻峠路段改建后，道路可直通顶部。而2017年（平成29年）10月14日开通的绕道（盐岭大桥）则进一步改善线形[3]。道路在盐尻交流道拓宽为双向各2车道，最后在终点高出交差点与国道19号、国道153号汇合。
国道20号从东京都中央自动车道调布交流道往西，分别有调布飞行场、东京体育场（味之素体育场）与1964年东京奥运马拉松折返点。接著从国立府中交流道西侧的石田大桥跨过多摩川进入日野市，通过多摩都市单轨电车万愿寺站南侧。过坂下交差点后，国道20号爬上日野台地，接著跨过中央本线进入八王子市。从下穿越国道16号八王子绕道（大和田町四丁目交差点）后进入八王子市区。通过高尾站前、穿越JR中央本线，抵达高尾山南麓后沿线多为民家与墓地，而在大垂水峠前1公里起进入蜿蜒的山道。
神奈川县相模湖站市区西侧为神奈川、山梨县界，道路沿相模川前进。
山梨县上野原市市区位于河岸段丘上，前后地势起伏大。上野原市 - 大月市市区之间是沿著桂川，在笹子峠以前是沿著笹子川山谷前进，笹子峠附近多深谷与急弯。
从笹子峠（新笹子隧道）往西经过一小段山间谷地后即至甲府盆地东端。跨越赤坂台台地时地势起伏明显。
山梨县内的国道20号绕开了甲州街道时代的小规模聚落。甲府盆地至韭崎市大略是沿著JR中央本线、中央自动车道前进。韭崎市内的国道20号是位于釜无川左岸，北杜市穴山桥 - 新国界桥间则位在釜无川右岸。韭崎以西可见田园风景与七里岩高耸悬崖绝景。沿线除了聚落外，还有少量加油站、超商等小规模商业设施，以及预拌混凝土厂、小工厂等点缀于田园之中。除了旧武川村、白州町的市中心等处，路线几乎都避开了甲州街道时代的聚落，线形虽有改善，但仍有不少陡坡。接著由新国界桥通过山梨、长野县界的釜无川，其南侧即为南阿尔卑斯山群。过桥后，道路改走釜无川左岸河岸段丘上。
长野县内，现道贯穿聚落，可见过去宿场町的风情。在诹访郡富士见町落合，国道20号以发夹弯爬上立场川河岸段丘，再通过茂密的森林和陡峭的上坡后进入富士见町市区。通过富士见峠交差点，沿线树木茂密，接著抵达富士川水系与天龙川水系的分水岭富士见峠。穿过人烟稀少的地区一直到茅野市，接著在诹访湖北上，至下诹访町与中山道汇合，甲州街道结束。从上诹访站前沿著诹访湖前进。穿过盐尻峠进入盐尻市后为缓下坡。
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