El 5 de mayo de 2015 se publicó en el Diario Oficial la Ley 20.840, que sustituyó el antiguo sistema electoral binominal por uno de carácter proporcional inclusivo y buscó aumentar la representatividad del Congreso Nacional con nuevas distribuciones territoriales.
Esta división electoral fue aplicada por primera vez para las elecciones parlamentarias de 2017, que se celebraron para determinar la composición del Congreso Nacional en su LV periodo legislativo (2018-2022).

La nueva composición tiene 50 senadores distribuidos en 15 circunscripciones senatoriales y 155 diputados distribuidos en 28 distritos electorales (antes eran 60). Eso sí, en septiembre de 2018 las circunscripciones senatoriales aumentaron a 16 y hubo cambios en los distritos 19 y 21 con la creación de la Región del Ñuble.
Precisamente, el Distrito 20 comprende las comunas de Chiguayante, Concepción, Coronel, Florida, Hualpén, Hualqui, Penco, San Pedro de la Paz, Santa Juana, Talcahuano y Tomé, es decir, casi la totalidad de la provincia de Concepción a excepción de la comuna de Lota, cuyo territorio se emplaza en el 21° distrito electoral.
El Distrito 20 fue creado a partir de los antiguos distritos 43, 44 y 45; según el censo del año 2017, la población alcanza los 952.123 habitantes y elige ocho de los 155 parlamentarios que integran la Cámara de Diputados y Diputadas de Chile.

En el periodo legislativo actual (2018-2022) las y los diputados electos en 2021 son, por orden alfabético, María Candelaria Acevedo (PC), Eric Aedo (DC), Roberto Arroyo (PSC), Sergio Bobadilla (UDI), Félix González (PEV), Francesca Muñoz (PSC), Marlene Pérez (IND. UDI) y Leonidas Romero (PNL), este último es el único que no buscará la reelección.

Para las elecciones de noviembre de 2025, se han presentado las siguientes candidaturas:

Unidad por Chile: La lista de oficialismo incluye al Partido Comunista, el Frente Amplio, el Partido Socialista, el Partido Por la Democracia, el Partido Radical, el Partido Liberal y el Partido Demócrata Cristiano y cuenta con las candidaturas de María Candelaria Acevedo Sáez (PC), Eduardo Barra Jofré (PC), Alicia Yáñez Soto (PPD), Carolina Martínez Ebner (PL), Daniela Dresdner Vicencio (FA), Macarena Flores Montoya (PR), José Antonio Rivas Villalobos (PS), Álvaro Ortiz Vera (DC) y Eric Aedo Jeldres (DC).

Chile Grande y Unido: El pacto de Chile Vamos tiene a Evópoli, Renovación Nacional (RN) y la Unión Demócrata Independiente (UDI), además de Demócratas (Dem), y cuenta con las candidaturas de Sergio Bobadilla Muñoz (UDI), Marlene Pérez Cártes (Ind), Henry Campos Coa (UDI), Luciano Silva Mora (RN), Robert Contreras Reyes (RN), Mirtha Encina Ovalle (RN), Víctor Hugo Figueroa Rebolledo (Ind-Dem), Andrea de la Barra Manríquez (Ind-Dem) y Ana Araneda Gómez (Ind-Dem).

Cambio por Chile: La lista conformada por Republicanos, el Partido Social Cristiano (PSC) y Partido Nacional Libertario (PNL), definió como candidatos a Francesca Muñoz González (PSC), Roberto Arroyo Muñoz (PSC), Antaris Varela Compagnon (PSC), Jessica Flores Reyes (PSC), Gabriel Torres Hermosilla (Ind), Renial González Mariangel (PNL), Jimena Figueroa Negron (PNL), James Argo Chávez (Republicano) y Paz Charpentier Rajcevich (Republicano).

Verdes, Regionalistas y Humanistas: El pacto que incluye a la Federación Regionalista Verde Social (Frvs), Acción Humanista, la Alianza Verde Popular y el Partido Popular, definió como candidatos a Ana Albornoz Cuevas (Ind-Frvs), Elsa Olave Soto (Ind-Frvs), Romina Toledo Quevedo (Ind-Frvs), Mario González Figueroa (Frvs), Alejandro Navarro Brain (Ind-Frvs), Gustavo Sotomayor Olate (Ind-Frvs), Felipe Romero Pedreros (Ind-Frvs), Jorge Aguayo Cerro (Ind-Frvs) y Diego Carvajal Basualto (Ind-Frvs).

Izquierda Ecologista Popular: La lista conformada por el Partido Humanista y el Partido Igualdad definió las candidaturas de Javier Sandoval Ojeda, Camila Arriagada González, Ximena Muñoz Vallejos, Eliana Quevedo Hernández, Mauricio Sandoval Salazar, Angélica Álvarez Rodríguez, Trinidad Alarcón Villagrán, Melissa Santibáñez Mancilla y Javier del Río Richter.

Partido de la Gente: El Partido de la Gente (PDG) inscribió las candidaturas de Patricio Briones Moller, Carolina Venegas Aranda, Hugo Soto Becerra, Mariella González Hidalgo, Luis Zúñiga Montt, Marcela González Zárate, Bernardo Ulloa Pereira, Francisca Zenteno Araos y Juliette Villalobos Cares.
Partido Ecologista Verde: Al igual que el PDG, el Partido Ecologista Verde (PEV) irá sin pacto a la elección parlamentaria de noviembre y tienen contempladas las candidaturas de Félix González, Elizabeth Mujica, Hernán Pino, Atrix Badilla, Felipe Arancibia, Paula Valdebenito, Javier Muñoz, Marisol Vidal y Manuel Jara.