В 1966 г. фирма Douglas, используя конструкцию самолета DC-9-10, решила создать вариант с улучшенными взлетно-посадочными характеристиками и с возможностью эксплуатироваться в условиях жаркого климата и высокогорья. Для этой цели было разработано новое крыло с увеличенным размахом и улучшенной механизацией, которая была ранее применена на модификации DC-9-30. Интерес к самолету проявила только скандинавская авиакомпания SAS, заказавшая 10 самолетов. Первый полет самолет DC-9-20 выполнил 18 сентября 1968 г. Поставки начались в декабре этого же года. На самолете установлен обычный комплекс авионики с электромеханическими средствами индикации данных. Данная модификация выпускалась в 1967 - 1968 гг., всего было построено 10 самолетов.

Модификация	DC-9-20
Размах крыла, м	28.50
Длина самолета, м	31.80
Высота самолета, м	8.40
Площадь крыла, м2	93.00
Масса, кг
пустого снаряженного самолета	23100
взлетная максимальная	45400
Двигатель	4 ТРД Pratt Whitney JT8D-11
Максимальная тяга, кгс	4 х 6810
Максимальная скорость, км/ч	940
Крейсерская скорость, км/ч	900
Перегоночная дальность, км	3200
Практическая дальность, км	1850
Практический потолок, м	10670
Экипаж, чел	2-3
Полезная нагрузка:	56 пассажиров в кабинах двух классов или 90 пассажиров в экономклассе или до 11300 кг коммерческого груза