Στη θέση που βρίσκεται σήμερα το 20ο Δημοτικό λειτουργούσαν Δημοτικά Σχολεία ήδη από την δεκαετία του 1930. Αρχικά το 3ο Δ.Σ. συστεγαζόταν με το 6ο Δ.Σ. και λειτουργούσαν σε δύο βάρδιες εκ περιτροπής ανά τρείς μέρες καθώς τα σχολεία ήταν ανοιχτά και Σάββατο. Το κτίριο ήταν ισόγειο με 6 αίθουσες σε σχήμα «Γ» κατά μήκος των οδών Κουμουνδούρου και Γαλλίας και στην αρχή της δεκαετίας του ΄70 κατασκευάστηκε και υπόστεγο από την πλευρά της οδού Ογλ.
Αργότερα, το συστεγαζόμενο 6ο Δ.Σ. μεταφέρθηκε στο σχολικό κτίριο που οικοδομήθηκε στο απέναντι οικόπεδο, όπου βρίσκεται μέχρι σήμερα, ενώ το 3ο Δ.Σ. συστεγάστηκε με το 40ο Δ.Σ. που κατόπιν μετονομάστηκε σε 20ο. Κατά το έτος 1988-89 στο σχολείο φοιτούσαν 750 μαθητές!!!!. Τότε κατασκευάστηκε η πτέρυγα της οδού Τάκη Οικονομάκη που στεγάζει το σχολείο μας μέχρι σήμερα.
Το 2005 κατεδαφίστηκε το παλαιό κτίριο από την οδό Κουμουνδούρου και Γαλλίας και κτίστηκε η νεότερη πτέρυγα με 12 αίθουσες, γραφεία και αίθουσα εκδηλώσεων. Σήμερα και στα δυο σχολεία φοιτούν 250 μαθητές περίπου.
