2020시즌이 시작되자 주성욱은 초반 온라인 대회에서 들쭉날쭉한 기량으로 여전히 2019시즌과 같이 불안한 상태였다.
그러나 IEM Katowice 2020 북미서버 예선을 통과하고 24강 조별리그 본선 직행 이후 조별리그에서 이병렬, 어윤수, 리카르도 로미티, 박진혁을 상대로 모두 승리를 거두며 2019년 저막이라는 오명을 씻어낸다. 토비아스 지버에게 1:2로 패배하면서 조별리그 최종성적 4승 1패를 기록 이병렬과의 득실 경쟁에서 밀려 아쉽게 2등으로 12강에서 플레이오프를 시작하게 된다.
12강에서 남기웅을 3:0으로 제압한 뒤, 8강에서도 백동준을 상대로 완벽한 경기력으로 3:1 승리를 거둬 4강에 진출했다. 이윽고 4강에서 써킷 최종보스인 요나 소탈라까지 3:2로 제압하며 2015년 IEM Season IX - World Championship 이후 5년만에 다시 한 번 카토비체 결승전에 진출한다. 그렇지만 4강에서 모든 힘을 쏟아부은 듯[1] 주성욱은 결승전에서 이병렬에게 1:4로 완패하며 아쉽게 준우승했다. 작년 김도우가 보여주었듯이 화려하고 강렬한 투혼으로 2020시즌을 시작하고 있다.[2] 군입대로 인해 ESL Pro Tour StarCraft II 2020/2021 시즌 그랜드 파이널에는 참가하지 못할 가능성이 높지만, 끝까지 최선을 다하는 주성욱의 투혼에 많은 팬들이 격려를 아끼지 않고 있다.
2020 GSL Super Tournament Season 1 첫 경기에서 전태양을 상대로 3:0으로 깔끔하게 승리하며 8강에 진출으나 8강에서 조성호에게 1:3으로 패배하며 대회를 마감한다.
2020 GSL Season 1 24강 C조에서 조1위를 기록며 16강에 진출한다. 그러나 죽음의 조 D조에서 결국 한 세트도 따내지 못하고 탈락하였다.
6월 4일 GSL 1일차 예선에서 탈락하고 6월 5일 예선에서도 패자부활전까지 갔으나 치열한 혈투를 벌인 끝에 2020 GSL Season 2 24강 진출에 성공한다.
6월 6일 TeamLiquid StarLeague 5에서 패자 준결승에 진출했으나 이신형에게 0:3으로 완패하며 최종성적 4위로 대회를 마감한다.
6월 20일 GSL 시즌2 24강에서 박한솔과 후안 로페즈를 꺽고 조 1위로 16강에 진출한다.
[1] 세랄 상대로 굉장히 많은 전략 노출이 있었다.[2] 특히 이번 카토비체 결승전에서 패배하고 그 자리에서 바로 리플레이를 확인하는 모습이 팬들에게 깊은 인상을 남기기도 했다.