11月20日晚，《2020中國好聲音》總決賽在武漢唱響，導師們與學員共同唱響了巔峰之夜。奪冠熱門選手單依純成功獲得《中國好聲音》的總冠軍。
第一位出場的是宋宇寧，「宋皇子」演唱的是原創作品《總有人會擁抱你》，這首歌也是宋宇寧針對抗疫中付出努力的人自己創作的歌曲，就像他歌裡演唱的：「因為有人在默默地燃燒自己，拼命溫暖你」一樣，歌詞寫得很精彩，唱得也很好。宋宇寧也是第一個作為原創歌手站在《中國好聲音》總決賽舞臺上的歌手，是一位海外留學生，他從十六、七歲開始寫歌，很有才華。宋宇寧演唱得很投入、很忘我，高低音的切換很自如。最後，宋宇寧一直在感恩、感謝，看得出來宋宇寧和導師李健的關係很好，因為他說了「感謝健哥」。
第二位出場的是單依純，她的歌曲很多觀眾都會唱，一曲唱紅了大江南北。單依純的聲音是獨樹一幟的，雖然她是最年輕的學員，卻是人氣最旺的學員。謝霆鋒一開始就看好單依純，認為很多的選手都是陪襯的。主持人說：大家都覺得你是最有天賦的學員。單依純認為自己真不敢說是《中國好聲音》裡天賦最高的，《中國好聲音》是音樂界的北大清華。李健希望單依純今天不要給自己太多壓力，也在為單依純打氣。
單依純演唱的是《好久不見》，這是陳奕迅曾經演唱的一首歌曲。單依純演繹得很精彩，天籟之音響徹現場。她的演唱像是一個女孩在向你娓娓訴說著心事一樣，說到了你心裡，難怪連導師都對她的演唱高度認同，感覺她演唱的風格很適合走情歌路線，單依純演唱結束時現場的掌聲如潮。李健老師也表示為單依純感到驕傲。
第三位出場的是潘虹，潘虹也是李宇春戰隊的一根獨苗挺了過來，李宇春老師認為潘虹就是自己的「寶石」。她演唱的是《身後》，這是張惠妹以前演唱的一首歌曲。這首歌演唱的難度也比較高，但是潘虹高低音轉換得很自如，演唱得很精彩。她的嗓音很有爆發力，收放自如。李宇春感覺今天聽潘虹唱歌既感動又激動，因為她感覺潘虹演唱的進步很大，這首歌演唱得絲絲入扣，達到了一個歌手的水準。
潘虹演唱結束後，主持人華少宣布了三人的得票結果：單依純38869票、潘虹33451票、宋宇寧22974票。宋宇寧得票最少被淘汰，他微笑著下場，遺憾地結束了本季的《中國好聲音》之旅。
第四位出場的是「最強戰隊」謝霆鋒戰隊的曹楊。曹楊穿得比較帥氣，奶油小生，本身也是「小鮮肉」的形象，他演唱的是一首原創歌曲《只有你不知道》，這是謝霆鋒作曲、曹楊自己作詞的歌曲。曹楊的嗓音也還好，高音部分也能夠輕鬆唱上去，這首歌曹楊也唱出了自己的風格和水平，有點似李克勤的味道，今後走情歌王子的路線也許會更有發展。
之後，主持人華少宣布計票結果：曹楊的得了26809票。曹楊也和宋宇寧一樣，遺憾的結束了本季的《中國好聲音》之旅。
第五位出場的是斑馬森林，斑馬森林也是第一次登上《中國好聲音》舞臺的樂隊學員，今天也是他們在家鄉人民面前表演。他們演唱的是《匆匆》，這首歌演唱的難度不是很高，是一首民謠音樂，不過演唱的音色、節奏、音準把握得還是不錯的，也是斑馬森林到《中國好聲音》以來演唱得最好的一次。李榮浩老師也認為他們表現太棒了。
之後，主持人華少宣布計票結果：斑馬森林的得了36619票，超過了潘虹的33451票。很意外，奪冠熱門選手潘虹被淘汰了，她走下了舞臺，也和宋宇寧、曹楊一樣，遺憾的結束了本季的《中國好聲音》之旅。
之後，上季的《中國好聲音》冠軍張碧晨演唱了王菲、那英曾經一起演繹的歌曲《生命之河》，美麗的張碧晨清亮的嗓音很好的演繹了這首歌曲，以此致敬那些曾經奮戰在抗疫一線的英雄們。
最後的總決賽在單依純和斑馬森林之間進行。
單依純演唱了《星.sailing》，這是單依純首次演繹中文和英文串燒的歌曲，歌詞、旋律很棒，單依純唱得也很棒，真沒想到單依純那清純的嗓音演唱英文歌曲也這麼棒，出乎了全場觀眾的意料。單依純也唱出了激情、唱出了感動，正如歌詞裡寫得一樣：「生命未來有你照耀，回家的我會微笑」，唱到了觀眾的心坎裡。當單依純演唱結束的時候，現場掌聲持久不息，可見觀眾對單依純的熱愛。
斑馬森林演唱的是《一滴淚的時間》，這是趙紫驊創作的一首歌曲，旋律很優美，歌詞寫得也很棒。斑馬森林演繹得很到位，唱出了歌曲的靈魂。彈得好、唱得好，樂隊之間配合很默契。也引起了現場觀眾的強烈反響。
最後主持人華少宣布最終的投票結果，單依純以68:23戰勝了斑馬森林，毫無懸念地獲得了《2020中國好聲音》冠軍。