Zhao va obtenir un altre èxit amb "Nomadland" (2020), que va atraure el reconeixement internacional i va guanyar molts premis, incloent el Lleó d'Or al Festival de Cinema de Venècia, el Premi de la Selecció del Poble al Festival Internacional de Cinema de Toronto i nombrosos premis a la Millor Pel·lícula. Zhao va guanyar premis per dirigir als Premis de l'Acadèmia
, Directors Guild of America Awards, Golden Globe Awards, i British Academy Film Awards; en cada cos, va ser la segona dona en guanyar. En guanyar quatre nominacions als premis de l'Acadèmia per la pel·lícula, Zhao va guanyar tant la millor pel·lícula com la millor direcció, convertint-se en la segona dona de la història en guanyar aquesta última després de Kathryn Bigelow el 2010, i la primera dona de color en guanyar la categoria. També es va convertir en la sisena dona en guanyar múltiples premis de l'Acadèmia el mateix any, després d'Edith Head, Catherine Martin, Fran Walsh, Kathryn Bigelow i Frances McDormand. La pel·lícula no ha estat estrenada als cinemes a la Xina, amb especulacions que es van deure als seus comentaris sobre la nació, i les notícies del seu premi a la millor direcció als premis de l'Acadèmia també van ser censurades.