在国民党军的编制序列中,历史上曾先后出现过3个第20军
一、黔军一部组成的第20军
该军的前身是黔军彭汉章的第9军一部。1926年7月,贺龙在湘西北率部起义,响应北伐,被编入黔军彭汉章第9军第1师。1927年2月19日,国民革命军总司令部下令将贺龙所属第1师改编为独立第15师,脱离黔军建制。同年6月15日,武汉政府决定将贺部独立第15师扩编为国民革命军第20军,隶属第2方面军,贺龙任军长,周逸群任政治部主任,陈图南任参谋长。下辖:
第1师,贺锦斋任师长;
第2师,秦光远任师长;
第3师,周逸群任师长。
同年7月,该军利用第2方面军东征讨蒋的机会,由九江开抵南昌,与8月1日参加南昌起义。
二、川军杨森部组成的第20军
该军的前身是川军杨森军事今天一部。1926年7月,国民革命军北伐,击败北洋军阀吴佩孚、孙传芳,相继占领武汉、南京、上海后,四川个军阀纷纷向蒋介石投诚。同年10月,杨森被北伐军总司令部任命为第20军军长兼川鄂边防司令,朱德为第20军党代表。1928年1月,杨森与所属第20军郭汝栋部重新组成了一个新的军事集团,投靠了国民政府。同年5月,蒋介石为了川军混战,任命郭汝栋为国民革命军第20军军长。同时,下令免去杨森与第20军军长兼川鄂边防司令。同年6月上旬,郭汝栋被杨森打败后在川南一隅依附刘湘,杨森回驻万县自行宣布恢复第20军军长职。10月6日,南京政府发布对杨森“免予查办”的命令。此时,杨森将所部重新编为3个师:
第1师,杨森兼任师长;
第2师,何金鳌任师长,于渊任副师长;
第3师,王仲明任师长,袁葆初任副师长。
此外,还编有特种团(将校队)。同年底,杨森联合李家钰、罗泽洲、赖心辉等部掀起倒刘湘之战。
1931年1月,杨森趁罗泽洲与所属旅长陈光藻出现矛盾,联合李家钰,打着援罗驱陈的旗号,趁虚占据广安、岳池、顺庆等县,囊括了罗泽洲的防地。杨森攻占广安后,将所有兵力编为6个混成旅和1个直属队。其中第1混成旅,杨汉忠任旅长;第2混成旅,李君实任旅长;第3混成旅,杨汉域任旅长;第4混成旅,高德周任旅长;第5混成旅,夏炯任旅长;第6混成旅,刘治国任旅长。1932年10月,杨森为巩固地盘,除加强原有部队训练外,又把归来的部属编成将校队,在广安成立精练司令部,由向廷瑞任司令,邹文龙任副司令。不久,杨将所部编为3个师8个旅,分别由喻孟群、白驹、乔德寿任师长;由夏炯、杨汉域、杨汉忠、李朝信、刘治国、高德周、税古、杨淑身任旅长。
1933年10月至1934年9月,刘湘任四川“剿匪”总司令,兵分6路。对红军发动围攻。杨森率该军在参加此次围攻作战中,第3、第5混成旅被红军全歼。此次围攻作战后,杨森率部退至营山、渠县。1935年5月,该军因在追堵长征中的红军作战积极,蒋介石驻重庆参谋团将其下辖各师,统一排序改用国民党军第133、第134、第135师番号。其中第133师,杨汉域任师长;第134师,夏炯任师长;第135师,杨汉忠任师长。
1937年8月,抗日战争全面爆发后,该军隶属第19集团军,参加淞沪会战。9月,该军使用第6集团军番号,杨森任军团长,下辖第133、第134、第135师番号不变。1938年1月,该军参加徐州会战,军长杨森被任命为第27集团军总司令兼军长隶属第27集团军。该军在会战中伤亡惨重,兵员补充不足,被迫裁弃第135师,原第134师兼师长夏炯专任副军长,由原第135师师长杨汉忠改任第134师师长。此时,该军下辖第133师和第134师。同年6月,该军参加武汉会战。1939年1月,杨森辞去该军军长职,由杨汉域接任军长,夏炯任副军长,下辖第133师,夏炯兼任师长;第134师,杨干才任师长。同年,该军先后参加了南昌会战、第1次长沙会战和1939年冬季攻势作战等。1941年上半年,国民党军将赣东北地方保安团队编成暂编第54师,调归该军建制,在该军的编成内主要担任湘鄂赣边区游击作战任务。同年9月至12月,该军参加第2、第3次长沙会战。1942年下半年,该军暂编第54师奉命与第9战区直辖新编第20师对调建制关系,新编第20师(温鸣剑任师长)改隶该军。1943年3月至1944年8月,该军先后参加了鄂西会战、常德会战、长衡会战和桂柳会战。在此期间,军长杨汉域调走,副军长杨干才继任军长,第134师师长刘席涵升任该军副军长,军参谋长伍重严继任第134师师长。新组建暂编第20师归该军建制。1945年3月,该军所辖新编第20师被裁减。同年4月至5月,该军参加湘西会战和桂境追击作战。
1946年6月,国民党军进行整编时,该军改编为整编第20师,隶属第27集团军,杨干才任师长,原辖第133师改编为整编第133旅,陈亲民任旅长;第134师改编为整编第134旅,伍重严任旅长。1947年4月,该师隶属整编第19军,参加了对山东解放区重点进攻的泰蒙战役和孟良崮战役。同年7月至1948年7月,该师隶属第14兵团,转战于华东战场和中原战场,先后参加了对鲁中解放区的进攻、回援津浦路战役、伏牛山东麓战役、大别山“清剿”战役、平汉陇海路战役、宛东战役、增援豫东战场的平汉路进攻战役等作战。
1948年9月,该师恢复第20军番号。杨干才任军长,伍重严任副军长,胡显荣任参谋长。原整编第133旅恢复第133师番号,陈亲民任师长;原整编第134旅恢复第134师番号,李介立任师长。此时,该军驻守襄樊一带,归第14兵团宋希濂指挥。10月,该军奉命乘船东下,开赴武汉,准备参加增援淮海战场的作战,当船运抵南京时,淮海战役已接近尾声,便留守长江防线,1949年4月,该军随归汤恩伯指挥,参加江防战役(解放军称渡江战役),在第7绥靖区编成内担任芜湖、鲁港、三山街地段的防御任务。解放军发起渡江战役后,该军迅速南逃,被人民解放军追歼与皖南芳山镇地区,军长杨干才被击毙,副军长陈亲民、参谋长胡显荣等被俘。此战后,该军又在四川重建,以第133师师长景嘉模代理军长,辖第134师,萧传伦任师长;第79师,杨汉烈任师长。1949年12月,该军在西南战役中大部被歼,余部被迫在成都向人民解放军投诚。
三、川军郭汝栋部组成的第20军
该军的前身是杨森所属第20军郭汝栋师。1928年1月,杨森所属第20军师长郭汝栋,因内讧与杨森军事集团分裂,重新组成了一个新的军事集团。同年5月,蒋介石为了调起川军混战,任命郭汝栋为国民革命军第20军军长,吴行天任副军长,所部改编为两个师、1个独立旅。第3师,郭汝栋兼任师长;第5师,廖泽任师长;独立旅,李逢春任旅长。6月上旬,郭汝栋被杨森打败后在川南一隅依附刘湘。10月,郭汝栋在刘湘和杨森混战期间,率部抄袭杨森老窝万县等地,杨森因此大败,郭趁机占据了酉阳、秀山、黔江等8县,所属部队除原来两个师、1个独立旅,又新增编1个师,以陈兰亭为师长。此时,该军下辖3个师和两个独立旅。
1930年5月,中原大战开始后,蒋介石调郭汝栋率部出川到鄂西驻防,以稳定后方。郭率部出川时,将部队改编为3个混成旅和1个独立旅。其中第1混成旅,王靖尘任旅长;第2混成旅,刘公笃任旅长;第3混成旅,萧毅肃任旅长;独立旅,花茂如任旅长。留下的陈兰亭和廖泽两个师编入刘湘的部队。1933年7月,该军番号改为第43军。