[8]9月21日在2019年亚洲乒乓球锦标赛中，孙颖莎先后以3比0淘汰王曼昱，3比1淘汰丁宁，决赛3比0战胜刘诗雯，夺得女单冠军。10月7日在2019年乒乓球世界杯团体赛中国队参赛名单出炉，孙颖莎入选。10月12日在2019年国际乒联德国公开赛混双决赛中，许昕/孙颖莎以3-1击败王楚钦/王曼昱获得冠军。[9]
2020年1月1日许昕/孙颖莎的“临时组合”以3：0战胜马龙/丁宁，获得“地表最强12人-2020直通釜山”混双冠军。[10]1月2日国际乒联公布了2020年1月世界排名，孙颖莎入围女子单打积分排行TOP10榜单。1月3日“直通釜山”--2020地表最强12人赛第三日，女单比赛朱雨玲4-2孙颖莎夺冠，成功拿下釜山世乒赛的入场券。[11]1月20日中国乒乓球队正式对外公布了2020釜山世乒赛参赛名单，刘诗雯、陈梦、孙颖莎、丁宁、朱雨玲代表女队参加。[12]1月29日在2020年德国乒乓球公开赛，混双1/8决赛，林高远/孙颖莎1-3不敌水谷隼/伊藤美诚，止步8强。[13]2月1日在2020年国际乒联德国公开赛在马格德堡进行，女双丁宁/孙颖莎1-3被日本组合平野美宇/石川佳纯逆转，陈梦/王曼昱打进决赛争冠。
[14]2月4日国际乒联了公布2月的世界排名，孙颖莎女单世界排名第二名。[15]3月7日在2020年国际乒联卡塔尔公开赛混双决赛中，王楚钦/孙颖莎1-3不敌日本组合水谷隼/伊藤美诚无缘冠军。[22]4月16日国际乒联公布了4月份的世界排名，孙颖莎女单世界排名第三名。[16]5月入选“全国优秀共青团员”名单。[19]8月4日国乒东京奥运模拟赛最后进行的男女团体将于8月20日和21日分别决出女团和男团冠军。孙颖莎为一号团体种子。[20]8月10日“备战东京·2020中国乒乓球队·奥运模拟赛”决赛争夺，许昕，孙颖莎对阵王楚钦，王曼昱，最终许昕，许昕/孙颖莎4-2王楚钦/王曼昱，奥运模拟赛摘首金。[21]8月11日国乒奥运模拟赛男女单打第一轮，孙颖莎4-0战胜武杨。
[23]8月13日晚9点国乒奥运模拟赛女单决赛开打，孙颖莎对阵王曼昱，最终孙颖莎以4-3战胜王曼昱，获得女单冠军。[24][25]8月21日国乒东京奥运会模拟赛女团决赛打响，19岁的孙颖莎成就模拟赛混双、女单、女团三冠王，堪称本次比赛的最大赢家。[26]9月入选2019—2020年中国运动员传播影响力榜，排名第25名。[27]10月4日在2020年全国乒乓球锦标赛女子团体决赛，孙颖莎带领河北队3-0横扫山东队，夺得冠军。
