A debreceni 20-as busz a Segner tér, és Kismacs között közlekedett. A város egyik fontos közlekedési csomópontját köti össze Kismaccsal, mely a város egyik külterülete, Debrecen határától kb. 4 km-re nyugatra fekszik. Útja nagy részét a 33-as főúton teszi meg, ahol hipermarketeket, ipari területeket és iskolákat is érint. A 20-as busz 2011. május 16-tól megszűnt.
A járat 1964. november 1-én, a téli menetrend bevezetésekor indult a Hajdúsági áruház - Dózsa György utca - Füredi út - Kertváros vasútállomás útvonalon. 1968-ban a végállomása a Bajcsy Zsilinszky utcára került át, valamint a Dózsa György utca helyett az Egyetem sugárúton közlekedett. 1969-ben a Füredi út átépítése idején a Bajcsy Zsilinszky út - Bethlen utca - Honvéd utca - Mester utca - Böszörményi út - Füredi út - Kertváros vasútállomás útvonalon közlekedett. Nem sokkal később Kismacsig hosszabbítják meg. 1971-ben elkezdődik a járatcsalád bővítése. Létrejön a Kálvin tér - Hatvan utca - Bethlen utca - Egyetem sugárút - Füredi út - Balmazújvárosi út - Házgyár útvonalon közlekedő 20Y, és a MÁV-állomás - Piac utca - Hatvan utca - Bethlen utca - Egyetem sugárút - Füredi út - Balmazújvárosi út - Házgyár útvonalon közlekedő M21-es autóbusz. 1972. nyarán útépítés miatt az Egyetem sugárút helyett ismét a Dózsa György utcán közlekedett mindhárom járat. 1974-ben a 20-as és a 20Y busz végállomása a mai Segner térre került át. Még ebben az évben elindult a járatcsalád negyedik járata az M20-as, mely a MÁV-állomás - Wesselényi utca - Hajnal utca - Rakovszky Dániel utca - Nyíl utca - Bem tér - Füredi út - Balmazújvárosi út - XIII. sz. Autójavító Vállalat útvonalon közlekedett. 1979. február 24-én elindul a 20A busz, mely a Segner tér és a Balmazújvárosi út között a 20-as útvonalán közlekedett, a Balmazújvárosi út végén pedig az M20-as busz XIII. sz. Autójavító Vállalat elnevezésű fordulójában fordult vissza. 1986-tól a 20-as busz is érintette a 20A és M20-as busz XIII. sz. Autójavító Vállalat megállóhelyét. 1991-ben a 20A busz megszűnik. 1998. május 1-én megszűnik a 20-as járatcsalád. A 20-as autóbusz változatlan marad, viszont a 20Y és az M21-es busz megszűnik. Az M20-as busz feladatát a Nagyállomás és a Házgyár között a már a 20-as busztól független 21-es busz veszi át. 2000. január 1-én elindul a 33-as busz, mely a 20-ashoz hasonlóan kiszolgálja a Balmazújvárosi utat, valamint Kismacst. 2002. augusztus 1-től már nem a Napraforgó utca–33-as főút kereszteződésénél lévő fordulóban fordul meg, hanem Kismacs belterületén a 33-as főút - Napraforgó utca - Orgona utca - 33-as főút útvonalon. 2006. szeptember 1-től a tervek szerint Debrecen belterületén belül a 33-as busz útvonalán közlekedett volna a 33-as betétjárataként kizárólag csúcsidőben óránként. A 33-as busz mindkét irányban Kicsmacson keresztül közlekedett volna. A terv végül nem valósult meg, és lekerült a Hajdú Volán oldaláról több tervvel együtt. 2010. július 12-én a 20-as és 33-as járatokat részlegesen összevonták. Létrejött a 33Y busz, mely Kismacs érintésével közlekedett. A 20-as busz innentől már csak csúcsidőben járt óránként, többi időszakban pedig a 33-as és a 33Y busz vette át a szerepét. A 2011-es menetrendváltozás II. ütemében végleg összevonták a 20-as, 33-as és 33Y járatokat. Innentől kezdve a 33-as járatcsalád járatai Kicsmacs érintésével közlekednek. A 20-as busz utolsó üzemnapja hivatalosan 2011. május 15. volt, viszont mivel csak hétköznap közlekedett, így az utolsó járat 2011. május 13-án a délutáni csúcsidő végén közlekedett.
Hétköznap és tanszünetben egész nap óránként, de délelőtt, kora délután és este csak két óránként közlekedik. Hétvégente reggel óránként jár, délelőtt nem közlekedik, délután és este pedig 2-3 óránként indul.