1980年代，苏联安东诺夫设计局研制了安-70运输机，该机最大起飞重量132吨，性能优于2013年服役的欧洲A-400M运输机。虽然吨位略低，但安-70的货舱宽度、容积均大幅超过起飞重量更大的伊尔-76，将和安-124一起作为苏军在21世纪前期的主力运输机。在运-20的预研阶段，一飞院得到了安东诺夫设计局的技术支持，大量参考了安-70的机体结构，因此得以弥补自身经验匮乏的缺陷，迅速研制出技术难度远超运-8的运-20。
歼击机和运输机为空军两大重点机型
运-20是我国空军21世纪初最重要的装备发展项目之一。1950年代，我军就将歼击机和运输机定为空军两大重点机型，以满足部队迅速部署的要求，但由于技术、资金和管理能力等方面的制约，自行研制的运-9大型运输机半途而废。1999年李登辉提出"两国论"后，我军承担起维护祖国统一的艰巨使命，却由于缺乏大型运输机、无法实现部队快速部署而难以完成任务。
