长期以来，中国空军面临着运输力量不足的情况。中国曾经研制过部分的中型运输机，但是中型运输机的运输能力有限。为了能够满足空军远程空运的需求，中国从俄罗斯购买了一些伊尔-76运输机，但是实际用于运输任务的伊尔-76运输机的数量很少，部分伊尔-76运输机被用作改为其他平台。随着中国军队的武器装备快速发展，中国空军存在的运输力量缺陷更加明显。

对于中国空军来说，以中国的中型运输机和少量伊尔-76构成的军事运输体系难以满足中国空军的需求。面对中国空运力量不足的问题，中国需要一款新的大型军用运输机，运-20在这样的条件下诞生。运-20大型军用运输机的诞生有一个导火索。在运-20研制之前，中国花费15亿美元从俄罗斯购买39架伊尔-76运输机以及-78。俄罗斯想要在中俄这份武器订单中提价27%。对于俄罗斯想要提价的做法，中国自然是不能够接受的。为了能够不受制于人，中国希望国内的飞机制造商能够生产制造大型运输机。经过这个事件之后促成了运-20运输机的诞生。

运-20在设计的过程中使用宽体设计，使运输机能够运输更宽的武器装备，比如在运输04A型步兵战车的时候就不需要拆裙板，这样就能够方便装备的运载以及投送的效率。运-20对于进行飞机进行起降的场所适应能力很强，尤其在短跑道上进行起飞降落。在运-20大型运输机上，中国运用了大量的先进技术，使运-10大型运输机在各方面都具备很好的性能。