近些年中国军队装备发展很快，新装备不断推陈出新，发动机这个老大难问题虽然已经在很大程度上得到极大的舒缓，但仍没完全达到称心如意的地步，运-20显然也不能“免俗”。
首飞和第一批量产型运-20使用的是四台俄制D-30KP-2发动机，该发动机由俄罗斯“土星”科学生产联合体有限公司生产，总重2.3吨，推力12.5吨（123千牛），推重比5.43，之前曾作为伊尔-76MD和轰-6系列轰炸机的发动机，在中国有较多做为储备的存货，国产型号就是WS-18。该发动机四机合力可产生50吨推力，在运-20以220吨最大起飞重量起飞时，可以获得0.22的推重比。而俄罗斯最新的伊尔-476使用四台PS-90A-76发动机，单机推力14.5吨（142千牛），四机合力58吨，在伊尔-476以210吨最大起飞重量起飞时，可以获得0.27的推重比。而且该发动机相比D-30KP-2在推力提高的基础上，还能省油13%-17%。C-17装备了四台普惠公司的F117-PW-100，推力高达18.5吨（181千牛，在C-17上该发动机推力被限制在这个数值上，而该发动机的民用型号PW2040推力可到185.5千牛），四机合力可产生74吨的推力，C-17以265吨的最大起飞重量起飞时，能获得0.28的推重比。
之前出现在网络上的，挂于一架伊尔-76空中实验台上的WS-20大涵道比发动机
可以看出，运-20目前使用的D-30KP-2发动机性能明显弱于伊尔-476和C-17，而且D-30KP-2过于老旧，它是前苏联第一款大涵道比涡扇发动机，从航空史的角度来说，都找不出比它更老的了。其缺点十分明显，油耗高、机械复杂、可靠性低、寿命短。老旧的设计也限制了它的改进，无法使用数字式控制，也无法和飞控系统融合。国产WS-18也只是解决了有无的问题，使用四台D-30KP-2发动机的运-20最大载重只有55吨，与66吨的设计指标有明显差距。
运-20的目标发动机当然不是D-30KP-2。就在当年运-20首飞后不久，中国空军指挥学院战略研究室教授、国家安全政策委员会副秘书长、空军少将乔良便向媒体透露，中国正在为运-20研制国产发动机，而且已经接近尾声，这就是WS-20。在2020年末，WS-20的照片和消息不断被官方媒体披露出来，根据现有的公开资料显示，WS-20是一款设计先进的大涵道比发动机，使用全新的数字航空发动机控制系统，使用大量的新材料、新工艺，使用寿命、可靠性等指标都有大幅提高，WS-20最大推力达到了16吨（156千牛），四机合力推力达到64吨，运-20以220吨最大起飞重量起飞时，可以获得0.29的惊人推重比，已经超过了C-17，可以说是相当优秀了。并且在增加推力的前题下，油耗比D-30KP-2还能降低15%，寿命延长30%。根据最新的消息，运-20已经搭载四台WS-20发动机于2020年11月21日进行了成功首飞，这无疑表示着WS-20朝着最终服役迈出了坚实的一步。
现在国内正在研发的大涵道比发动机，除了为运-20配套的WS-20以外，还有为C-919大型客机配套的CJ-1000A（长江-1000A），CJ-1000A的验证机已经于2017年12月25日在上海组装完成，2018年5月点火成功。此外还有为C-929研制的CJ-2000A（长江-2000A，也被称呼为AEF-3500），2020年3月，，CJ-2000A核心机点火成功，2020年8月，验证机开始整机组装，CJ-2000A最大推力可达35.7吨（350千牛）。目前国内在大涵道比发动机领域正呈现多头并进，百花齐放的格局，此次WS-20的装机首飞，也标志着我国成为继美、英、法、俄之后第五个能自行研制并装备大涵道比发动机的国家。
