2020年對SpaceX來說非常好，實現了該年度為自己設定的所有目標。由於SpaceX獲得了NASA飛行認證以及與美國太空部隊和私營企業的交易，因此該公司的無人駕駛和載人航天器都沒有出現重大故障。到了2020年，它的原型飛船（Starship）出現了一次不幸事故。
從頭開始，這一年開始了。1月7日，發射了一個多月之後，CRS-19號任務的“龍”號太空艙在加州巴哈以西撞上了水面，在那裡工作人員回收了太空艙以及3800磅的科學裝備和實驗裝置。以下是3月份並恰當命名的CRS-20任務，這標誌著SpaceX運載工具再次向ISS補給並安全返回地球的整體記錄是第20次。在這20次任務中，SpaceX向國際空間站運送了大約94,000磅的供應品和裝置，並向後運送了74,000磅的貨物。最終交付給國際空間站 這不僅標誌著SpaceX與NASA的原始合同的開始，也標誌著第一代Dragon貨艙設計的最終飛行，此設計後來被更新，功能更強大的Dragon 2取代。
該公司還全年改進了運載火箭的回收方法。今年7月，SpaceX的工作人員設法使用救援船頂上的大型網將半個鼻錐的整流罩從空中拉出，這項技術類似於Rocket Lab最近在其電子回收系統中展示的技術。這些鼻錐整流罩的總價值為600萬美元，因此，不受傷害地對其進行取回至關重要。
SpaceX在1月中旬成功展示了其Dragon船員太空艙發射逃生系統。從肯尼迪航天中心的39A發射座起飛，未啟用的Falcon 9火箭在啟用中止訊號之前僅飛行了90秒鐘，導致機組人員的太空艙與火箭其餘部分強行分離。太空艙以400 mph的速度爆炸，然後部署降落傘並安全降落在大西洋。
SpaceX的下一個挑戰發生在6月，DEMO-2任務的發射-這是乘員艙首次載有實際人員。經過一次發射嘗試，宇航員羅伯特·本肯（Robert Behnken）和道格拉斯·赫利（Douglas Hurley）成功地從39A發射複合體升空，這是自2011年太空梭時代結束以來，美國宇航員首次從美國土壤中升空。
美國國家航空航天局局長吉姆·布萊登斯汀（Jim Bridenstine）在6月的新聞稿中說：“今天，人類航天的新紀元開始了，我們再次用美國的火箭從美國的土地上將美國宇航員發射到了我們的國家實驗室環繞地球的國際空間站上，”。“我感謝並祝賀Bob Behnken，Doug Hurley以及SpaceX和NASA團隊為美國取得的這一重大成就。這種為人類設計的商業太空系統的發射，是美國卓越成就的非凡展示，是我們將人類探索擴充套件到月球和火星的重要一步。”
發射後19個小時，這對宇航員與下個月的臨時住所對接並進入國際空間站，直到他們爬回“龍”號乘員艙，從國際空間站分離並飛回地面，並進行了引人注目的海洋降落。
SpaceX開展業務已有近二十年，並一直在努力地完善其火箭的設計和構造，以完善其發射和回收操作。11月，當美國航空航天局正式認證“乘員龍”號（即獵鷹9號和太空艙本身）為“歷史上第一個能夠將人員往返國際空間站的人員運輸”的商業航天器系統時，所有的辛勤工作得到了回報。商業船員計劃“，根據釋放。
布萊登斯汀說：“我很自豪地說我們正在用美國的火箭和航天器將定期的人類航天發射返回美國的土地，” “這個認證里程碑是NASA和SpaceX取得的令人難以置信的成就，突出了我們可以與商業行業合作取得的進步。”
不僅是NASA，SpaceX還在2020年找到了家。8月，太空部隊太空與導彈司令部（SMC）宣佈已選擇SpaceX和競爭對手ULA為其國家安全太空發射服務簽訂為期五年的合同-本質上就是將間諜衛星送入軌道。該合同將持續到2024年，並於2022年進行首次發射，價格高達3.16億美元。此外，11月，太空部隊又向SpaceX交付了2950萬美元，用於為期一年的合同，“提供研究”和車隊監控非國家安全的太空任務，”每個獎項公佈。
空軍採購，技術和後勤助理部長威廉·羅珀（William Roper）博士說：“這是開創性的一天，這是空軍，NRO和我們的發射服務行業合作伙伴多年的戰略規劃和努力的結晶。”八月的宣告。“保持競爭激烈的發射市場，為政府和商業客戶提供服務，是我們鼓勵在有保證進入太空方面繼續創新的方式。今天的獎項標誌著太空發射的新紀元，它將最終使該部從俄羅斯的RD-180發動機過渡。”
此外，作為SpaceForce交易的一部分，SpaceX已簽約將新一代GPS衛星送入軌道。GPS III太空飛行器由洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）製造，其精度將提高三倍，而抗干擾能力將提高八倍。更重要的是，它將在軌道上保留15年-比當前的衛星長25％。
SpaceX對軍事合同的追求不僅限於美國。7月，將鮑勃·貝肯（Bob Behnken）和道格·赫利（Doug Hurley）帶到國際空間站的獵鷹9號向韓國國防發展局提供了安全的通訊衛星陸軍/海軍/空軍衛星資訊系統2（ANASIS-II），地球同步軌道。
8月30日，另一架搭載SAOCOM 1B的獵鷹9號從阿根廷卡納維拉爾角發射升空，該衛星是用於向緊急響應者提供雷達資料的阿根廷地球觀測衛星。SpaceX在剛剛起步的Starlink軌道寬頻通訊系統中也取得了巨大的成功。從1月初成功發射大約60個微衛星（這是Dragon膠囊可以攜帶的最大衛星）開始，SpaceX已經繼續發射了14套微衛星。
根據SpaceX網站，“憑藉效能遠遠超過傳統衛星網際網路的效能，以及不受地面基礎設施限制的全球網路，Starlink將為訪問不可靠，昂貴或完全不可用的位置提供高速寬頻網際網路。” 。
截至今年11月底，SpaceX計劃在千種Starlinks中投入使用。截至11月底，該公司已成功發射了950多個Starlinks；但是，到最後，SpaceX希望在全球範圍內有超過42,000個Starlinks 。發行進行得如此順利，以至於SpaceX已經準備即將推出的網際網路服務的私人Beta版（每月只需99美元即可參與！），而且，由於最近獲得了監管機構的批准，該服務也將在加拿大正式推出後開始在加拿大提供到2022年。
請注意，Starlink程式並非沒有爭議。該計劃開始後不久，天文學家就開始擔心反射微衛星的數量可能會阻礙地面望遠鏡的工作，特別是在馬斯克設想的數量上，甚至有可能使總體科學進展受挫。在八月份的SatCon1會議上，數百名科學家和研究人員簽署了一份研討會報告，這些警告最終達到了頂峰，他們爭辯說：“緩解措施的結合並不能完全避免衛星徑跡對下一代科學計劃的影響。” 作為迴應，SpaceX已開始在Starlinks上增加遮陽板，以降低其反射率。
展望未來，SpaceX不會永遠依賴其Dragons和Falcons。該公司已經在努力開發一個統一的太空發射系統，該系統可以而且將像運送貨物和衛星一樣輕鬆地運送乘客，這是超重型火箭“星艦”。星際飛船被指定為公司的“重中之重”，可以將人們帶到火星，但它還是一種快速且可重複使用的發射系統，可將資源快速部署到近地軌道和月球上。
迄今為止，該星艦最大的挑戰-首次高空測試飛行-可能最早在本週發生。該公司的最新原型機SN8於9月完成，最初計劃飛行到約60,000英尺的高度，然後安全返回地球。無論發生什麼情況，SpaceX在2020年的表現已經對航空航天業產生了持久影響。例如，歐洲聯盟已經宣佈，它正在推進伽利略導航衛星的部署，將時間表延長至2024年的3年，並首次投資10億歐元。研究可重複使用的火箭技術並培育該行業的初創公司。將SpaceX截至2019年的收入已經相當可觀的20億美元與蓬勃發展的軍事，科學和商業努力相結合，很難看出該公司如何在未來幾年內繼續保持其市場主導地位。