Ženská dvouhra Australian Open 2020 probíhala ve druhé polovině ledna 2020. Do singlové soutěže australského tenisového grandslamu hraného v Melbourne Parku nastoupilo sto dvacet osm hráček. Šestnáct z nich se probojovalo z tříkolové kvalifikace. Obhájkyní titulu byla japonská světová čtyřka Naomi Ósakaová, které ve třetím kole oplatila prohru z US Open 2019 patnáctiletá Američanka Coco Gauffová. Jistotu setrvání na pozici světové jedničky i po skončení grandslamu měla Australanka Ashleigh Bartyová.

První grandslamovou trofej vybojovala Američanka Sofia Keninová, která se ve 21 letech stala nejmladší finalistkou od Any Ivanovićové a šampionkou od tehdy 20leté Marie Šarapovové z jejich souboje na Australian Open 2008. Debutový posun do první světové desítky z ní poprvé učinil americkou jedničku.

Profesionální kariéru na turnaji ukončily dvě bývalé světové jedničky. Přímo po odehrání zápasu nejdříve vítězka melbournského grandslamu z roku 2018 Caroline Wozniacká. Ve třetím kole podlehla Tunisance Ons Džabúrové, která se stala první Arabkou v osmifinále i čtvrtfinále dvouhry grandslamu. V závěru února 2020 pak oznámila konec profesionální dráhy ruská šampionka z roku 2008 Maria Šarapovová, pro niž se prohra v úvodním kole s Chorvatkou Donnou Vekićovou stala posledním zápasem.

Turnaj Odhlášení Kanadská světová šestka Bianca Andreescuová se v týdnu před zahájením odhlásila pro nedoléčené poranění kolena, které si přivodila 30. října 2019 na Turnaji mistryň. Poprvé od Australian Open 1996 tak v soutěži chyběla úřadující šampionka US Open.

Z grandslamu se také odhlásily běloruská dvojnásobná vítězka Viktoria Azarenková, Němka Andrea Petkovicová, Portoričanka Mónica Puigová a Ruska Věra Zvonarevová.

První hrací týden 1. kolo Rozlosování se uskutečnilo ve čtvrtek 16. ledna 2020 a první kolo bylo rozehráno horní polovinou pavouka v pondělí 20. ledna téhož roku. Podle analýzy WTA byla nejobtížnější osmina pavouka nalosována ke světové čtyřce Naomi Ósakaové, která přehrála semifinalistku Rogers Cupu Marii Bouzkovou. Utkání v aréně Roda Lavera otevřelo celý ročník. V této části pavouka proběhla také repríza duelu z Wimbledonu 2019 mezi nejmladší a nejstarší hráčkou, 39letou Venus Williamsovou a 15letou Coco Gauffovou. Stejně jako v All England Clubu z utkání vyšla vítězně Gauffová.

Sedminásobná melbournská šampionka Serena Williamsová ztratila jen tři gemy s ruskou teenagerkou Anastasijí Potapovovou. Do posledního turnaje v kariéře vstoupila Caroline Wozniacká vítězstvím nad Američankou Kristie Ahnovou.

Obhájkyně finálové účasti, světová osmička Petra Kvitová, deklasovala krajanku Kateřinu Siniakovou, jež po zisku úvodní hry dalších dvanáct ztratila. 24letá kvalifikantka Barbora Krejčíková poprvé v kariéře vyhrála zápas dvouhry na grandslamu, když zdolala Estonku Kaiu Kanepiovou po třísetovém průběhu.

Dvě nejvýše nasazené, světová jednička Ashleigh Bartyová a dvojka Karolína Plíšková, měly podle analýzy WTA dobré předpoklady k postupu do druhého hracího týdne. Bartyová, která se mohla stát první australskou vítězkou od Chris O'Neilové z roku 1978, zvládla na úvod třísetové klání s Ukrajinkou Lesjou Curenkovou. V soutěži se stala první australskou světovou jedničkou a nejvýše nasazenou ve dvouhře od Evonne Goolagongové z roku 1976. Úřadující šampionka z Brisbane Plíšková zdolala Francouzku Kristinu Mladenovicovou po dvousetovém průběhu. Světová šestnáctka Markéta Vondroušová vracející se na okruh po operaci zápěstí nenašla recept proti ruské veteránce Světlaně Kuzněcovové, když o postupující rozhodl až závěr třetí sady.

Turnajová dvacítka Karolína Muchová vyhrála ve 23 letech první zápas v hlavní soutěži melbournského majoru. Za stavu her 5–2 ve třetím dějství proti Belgičance Kirsten Flipkensové nevyužila dva mečboly a postup do druhého kola na čtvrtém grandslamu v řadě získala až v supertiebreaku. Na divokou kartu hrající šampionka z roku 2008 Maria Šarapovová se na dvorce vrátila po zranění ramene. Po dvousetové porážce od chorvatské světové dvacítky Donny Vekićové se jako 145. hráčka žebříčku po grandslamu propadla na 369. místo, nejnižší postavení od srpna 2002. Jednalo se o její poslední zápas kariéry, když 26. února 2020 ukončila profesionální kariéru.

Mezi překvapení se zařadila dvousetová prohra dvanácté nasazené Britky Johanny Kontaové od Tunisanky Ons Džabúrové i vyřazení Sloane Stephensové od Číňanky Čang Šuaj, přestože šla Američanka v závěru druhé sady podávat na vítězství v zápase. Krizový moment v úvodním setu zvládla světová trojka Simona Halepová, která odvrátila tři setboly podávající Jennifer Bradyové a následně dovedla duel do vítězného konce. Naopak osmifinalistka z roku 2019 Amanda Anisimovová dohrála na raketě Kazašky Zariny Dijasové, která vylepšila sezónní poměr utkání na 8–1. Dvanáctá hráčka žebříčku Aryna Sabalenková nezvládla obě zkrácené hry s Carlou Suárezovou Navarrovou, trojnásobnou čtvrtfinalistkou turnaje. Ve vyrovnaném duelu zahrála Běloruska 32 vítězných míčů a vytvořila 58 nevynucených chyb. Španělka zaznamenala 18 winnerů na 36 nevynucených chyb.

2. kolo Na pátém grandslamu v řadě prošla do třetí fáze světová sedmička Belinda Bencicová, když zvládla koncovky obou setů proti Lotyšce Jeļeně Ostapenkové. Ve druhém z nich přitom otočila nepříznívý stav her 2–5. Také Španělka Garbiñe Muguruzaová postoupila po třísetové bitvě s Australankou Ajlou Tomljanovićovou a v probíhající sezóně si připsala již sedmou výhru. Sedmnáctá nasazená Němka Angelique Kerberová získala vyřazením Australanky Priscilly Honové, jíž organizátoři udělili divokou kartu, poprvé dvě výhry v řadě od září 2019. Světová desítka Kiki Bertensová porazila ve dvou sadách další Australanku Arinu Rodionovovou, čímž na úvodním majoru vyrovnala své maximum.

Poslední zápas v Melbourne Parku odehrála 31letá Carla Suárezová Navarrová, která ve své závěrečné sezóně na okruhu nestačila na 18letou Polku Igu Świątekovou. Světová dvojka Karolína Plíšková měla horší vstup do utkání proti sedmdesáté druhé ženě klasifikace Lauře Siegemundové z Německa, která se ujala vedení 3–1 na gemy. Další vývoj však ovládla Plíšková a po 86 minutách dvousetového klání postoupila. Premiérově nasazená na grandslamu Karolína Muchová podlehla až 600. hráčce žebříčku CiCi Bellisové ze Spojených států po dvousetovém průběhu. Dvacetiletá Američanka nastoupila teprve do čtvrtého turnaje od března 2018, když byla dlouhodobě sužovaná zraněními a prodělala více operativních zákroků. Muchová vstup do sezóny komentovala slovy: „Hledám svoji hru. Je to frustrující, protože jsem zvyklá na lepší výkony. Na druhou stranu nehodlám panikařit.“

Ve větrných podmínkách svedla dvousetovou bitvu Petra Kvitová, jež proti 22leté Paule Badosové v úvodní sadě dotahovala ztrátu ze stavu 2–4 a 15:40. Španělka, hrající poprvé druhé kolo grandslamu, si v závěru druhého dějství vypracovala tři setboly v řadě. Ani jeden z nich však hráčka z konce první stovky nevyužila a Češka sérií tři her dovedla duel do vítězného konce. Dvacátá pátá nasazená Ruska Jekatěrina Alexandrovová hladkou výhrou nad kvalifikantkou Barboru Krejčíkovou prodloužila sérii neporazitelnosti na 12 zápasů. Obhájkyně trofeje Naomi Ósakaová ztratila proti čínské světové dvaačtyřicítce Čeng Saj-saj stejně jako v úvodním kole šest her. Duel dokonce kopíroval průběh zápasu Japonky proti Bouzkové, když na úvod dokázala otočit nepříznivý vývoj gemů 2–4. Nezaváhala ani světová jednička Ashleigh Bartyová. Slovinka Polona Hercogová na ni uhrála jen pět her. Vyřazením belgické kvalifikantky Greet Minnenové vylepšila dvacetiletá Jelena Rybakinová sezónní bilanci zápasů již na 11–1, když na předcházejícím turnaji v Hobartu vybojovala trofej a v Šen-čenu postoupila do finále.

Třicátá šestá žena klasifikace, Dánka Caroline Wozniacká, dokázala v úvodní sadě zvrátit nepříznivý stav her 1–5 a ve druhé dohnat ztrátu dvou servisů z poměru 0–3. V duelu se světovou jedenadvacítkou Dajanou Jastremskou rozhodla o postupu v koncovkách obou setů. Jastremská, kterou na okruhu doprovázela pověst simulantky využívající zdravotní přestávky k rozhození soupeřek, si opět – před gemem od možného vyřazení – vyžádala ošetření stehna. Wozniacká na to po utkání reagovala slovy: „Zcela evidentně se snažila mě vyhodit z rytmu. Byl to jen trik, snažila jsem se maximálně soustředit na sebe […] Jsem ráda, že jsem udržela hlavu v zápase a nenechala se vyvést z míry. Ale já ji znám, věděla jsem, co přijde“. Bez potíží prošla do třetího kola Američanka Serena Williamsová po dvousetové výhře nad Slovinkou Tamarou Zidanšekovou. Naopak koncovku rozhodující sady nezvládla nasazená Chorvatka Petra Martićová, jíž vyřadila třicátá devátá hráčka žebříčku Julia Görgesová. Aktivní vzájemnou bilanci zápasů tak Němka navýšila na 3–0. Rumunka Sorana Cîrsteaová vstoupila do rozhodující třetí sady proti Coco Gauffové lépe. Po prolomení servisu se ujala vedení 3–0 na gemy. Americká teenagerka však průběh otočila a postoupila do další fáze.

3. kolo

Třísetovou porážkou od Tunisanky Ons Džabúrové ukončila profesionální kariéru bývalá světová jednička a vítězka melbournského grandslamu z roku 2018 Caroline Wozniacká, která dokázala v poslední sadě dotáhnout ztrátu her 0–3, ale v závěru opět o podání přišla. Džabúrová dominovala ve vítězných míčích, jichž zahrála 43 oproti 9 winnerům Dánky. Stala se tak historicky první Arabkou ve čtvrtém kole grandslamové dvouhry. Po skončení proběhlo s 29letou Wozniackou oficiální rozloučení, na nějž měla navázat závěrečná květnová exhibice proti Sereně Williamsové v Kodani. Překvapením se stalo vyřazení obhájkyně trofeje a světové čtyřky Naomi Ósakaové od 15leté Američanky Coco Gauffové, která jí tak oplatila hladkou prohru z US Open 2019. Američanka figurující na šedesáté sedmé příčce žebříčku vyrovnala dvousetovou výhrou své grandslamové maximum. Ósakaová utržila z osmnácti naposledy odehraných utkání teprve druhou porážku, když v jediné předchozí měla proti Plíškové mečbol. V duelu trvajícím 67 minut využila Gauffová tři ze čtyř brejkbolů, zatímco Japonka jeden ze dvou. Členku elitní světové desítky zdolala Američanka podruhé a zajistila si posun do první padesátky klasifikace. Podruhé do osmifinále grandslamu postoupila 21letá Američanka a turnajová čtrnáctka Sofia Keninová, která v úvodním setu zlikvidovala ztrátu gemů 2–5 a odvrátila čtyři setboly Číňanky Čang Šuaj. Ve zkrácené hře druhé sady nejdříve neproměnila dva mečboly, poté zachránila setbol a zápas zakončila využitím třetího mečbolu.

Světová devítka a 38letá úřadující šampionka z Aucklandu Serena Williamsová, usilující o vyrovnání historického rekordu Margaret Courtové v počtu 24 grandslamových trofejí z dvouhry, překvapivě nezvládla duel s dvacátou devátou hráčkou žebříčku Wang Čchiang. Číňanka jí oplatila debakl ze čtvrtfinále US Open 2019 a snížila pasivní poměr vzájemných zápasů na 1–2. Američanka se již zachraňovala ve druhém setu, kdy dotáhla ztrátu her 3–5 a následně získala tiebreak. Ve třetím dějství si jako jediná vypracovala brejkové příležitosti čínská tenistka, která se favoritce vyrovnala v tvrdém a útočném stylu hry. Zatímco v utkání na US Open Wangová nezahrála ani jeden vítězný úder, v Melbourne si jich připsala 25 na 20 nevynucených chyb. Williamsová nastřílela 43 winnerů oproti 56 nevynuceným chybám. Číňanka se dostala k dvanácti brejkbolům, na rozdíl od šesti soupeřky, a proměnila tři vůči jedinému Američanky. Williamsová tak prohrála jubilejní 50. grandslamový zápas na 349 výher. Světová jednička Ashleigh Bartyová ztratila jen pět her v duelu s Jelenou Rybakinovou. Osmnáctá nasazená Američanka Alison Riskeová otočila průběh zápasu s Němkou Julií Görgesovou, jež dominovala v první sadě. Ve třetím vzájemném klání ji poprvé porazila.