1984年，无锡公交20路开辟，无锡汽车西站建成后，为解决与火车站间交通衔接问题。从火车站始发，停靠崇安寺(中山路)、五爱广场至汽车西站。1986年，因五爱广场交通拥挤，该站撤销，全线仅停崇安寺站，计5公里。首末班时间4:30至18:10点，全程票价0.10元。

1991年02月01日，由于梁清路与蠡溪路建成通车，且应西郊宾馆的要求，从该年2月1日起无锡公交20路部分班次延伸至西郊宾馆，全程6.4公里。延伸段设溪北新村、太康新村、西郊宾馆站。该线的部分延伸，较好地解决了西郊宾馆客人及溪北、太康新村居民的交通问题。

1991年12月，无锡公交20路改道，由汽车西站始发，途经五爱路、人民路、解放东路、工运路、至火车站返回。

1996年12月20日，无锡公交20路由原火车站至汽车西站延伸到体育中心停车场，全程增加到9公里，增设溪北新村、青祁路、建筑路、公交停车场等站点。票价实行0.5元起价，0.5元进级制，全程票价为1元。

1997年06月，无锡公交20路增设梁溪大桥站。

1998年10月01日，无锡公交20路增开体育中心至火车站的双层大客车线，该线经梁青路、五爱路、县前街、通惠路至火车站。沿途设建筑路、青祁桥、溪北新村、汽车西站、梁溪大桥、五爱北路、解放西路、中山路、吉庆里、火车站等站点。实行1元一票制。

2004年07月06日，无锡公交20路投部分空调车，并命名为K20路，由原体育中心停车场延伸至中南西路景丽苑始发。

2009年06月28日，无锡公交成立新城分公司，20路划归新城分公司蠡湖运营部，由蠡湖中央公园开往无锡火车站。无锡中央车站落成后，20路延伸至无锡汽车站。