En la fase 3 de la Copa Conmebol Libertadores 2020 participaron los ocho equipos clasificados de la fase 2. Estos fueron distribuidos en cuatro parejas de acuerdo al sorteo previo. Cada pareja de equipos se enfrentó en una serie de dos partidos, a ida y vuelta. En caso de empate en el total de goles, se aplicaba la regla del gol de visitante y si persistía el empate se recurrió a la tanda de penales, sin prórroga previa. Los ganadores clasificaron a la fase de grupos y los dos mejores eliminados fueron transferidos a la segunda fase de la Copa Sudamericana 2020.

Barcelona	vs.	Cerro Porteño	Palestino	vs.	Guaraní	Independiente Medellín	vs.	Atlético Tucumán	Deportes Tolima	vs.	Internacional
1 4 5		0 0 0	0 1 1		1 2 3	1 0 1 (4)		0 1 1 (2)	0 0 0		0 1 1

19 de febrero de 2020, 19:30 (UTC-5)	Barcelona	1:0 (1:0)	Cerro Porteño	Estadio Monumental, Guayaquil
	F. Martínez  25'	Reporte		Árbitro: Gustavo Tejera

Uniformes
Barcelona	Cerro Porteño

26 de febrero de 2020, 19:15 (UTC-3)	Cerro Porteño	0:4 (0:1)	Barcelona	Estadio General Pablo Rojas, Asunción
		Reporte	L. Martínez  34' F. Martínez  66'  82' D. Díaz  73'	Árbitro: Anderson Daronco

Uniformes
Cerro Porteño	Barcelona

20 de febrero de 2020, 19:15 (UTC-3)	Palestino	0:1 (0:1)	Guaraní	Estadio San Carlos de Apoquindo, Santiago
		Reporte	Redes  45+1'	Árbitro: Facundo Tello

Uniformes
Palestino	Guaraní

27 de febrero de 2020, 19:15 (UTC-3)	Guaraní	2:1 (0:1)	Palestino	Estadio General Pablo Rojas, Asunción
	Bobadilla  49' Redes  83'	Reporte	Benegas  45+1'	Árbitro: Víctor Carrillo

Uniformes
Guaraní	Palestino

18 de febrero de 2020, 19:30 (UTC-5)	Independiente Medellín	1:0 (1:0)	Atlético Tucumán	Estadio Atanasio Girardot, Medellín
	Ricaurte  16'	Reporte		Árbitro: Bruno Arleu

Uniformes
Independiente Medellín	Atlético Tucumán

25 de febrero de 2020, 21:30 (UTC-3)	Atlético Tucumán	1:0 (1:0) (2:4 p.)	Independiente Medellín	Estadio José Fierro, Tucumán
	Heredia  21'	Reporte		Árbitro: Alexis Herrera
		Tiros desde el punto penal
	L. Díaz Lotti Aguirre Monzón		Ricaurte Cadavid Castro Arregui

Uniformes
Atlético Tucumán	Independiente Medellín

19 de febrero de 2020, 19:30 (UTC-5)	Deportes Tolima	0:0	Internacional	Estadio Manuel Murillo, Ibagué
		Reporte		Árbitro: Roberto Tobar

Uniformes
Deportes Tolima	Internacional

26 de febrero de 2020, 21:30 (UTC-3)	Internacional	1:0 (1:0)	Deportes Tolima	Estadio Beira-Rio, Porto Alegre
	Guerrero  45+4'	Reporte		Árbitro: Guillermo Guerrero

Uniformes
Internacional	Deportes Tolima

• Fase 1 de la Copa Libertadores 2020
• Fase 2 de la Copa Libertadores 2020
• Grupo A, Grupo B, Grupo C, Grupo D, Grupo E, Grupo F, Grupo G, Grupo H
• Octavos de final de la Copa Libertadores 2020
• Cuartos de final de la Copa Libertadores 2020
• Semifinales de la Copa Libertadores 2020
• Final de la Copa Libertadores 2020

• Página web oficial de Conmebol.
• Página de la tercera fase