Zhao náði frekari árangri með "Nomadland" (2020), sem laðaði að sér alþjóðlega viðurkenningu og vann marga verðlaun, þar á meðal Gullleifann á kvikmyndahátíðinni í Feneyjum, People's Choice verðlaun á alþjóðlegu kvikmyndahátíðinni í Toronto og fjölda verðlauna fyrir bestu mynd. Zhao vann verðlaun fyrir leikstjórn á Óskarsverðlaununum.
Hún hlaut fimm kvikmyndaverðlaun, verðlaun Director's Guild of America, Golden Globe og British Academy Film Awards, og var önnur konan til að vinna verðlaunin. Zhao hlaut fjórar tilnefningar til Óskarsverðlauna fyrir myndina og vann bæði bestu myndina og bestu leikstjórann, og varð önnur konan í sögunni til að vinna síðari hlutann eftir Kathryn Bigelow árið 2010 og fyrsta kvenna í lit til að vinna í flokknum. Hún varð einnig sjötta konan til að vinna margfalda Óskarsverðlaun á sama ári, eftir Edith Head, Catherine Martin, Fran Walsh, Kathryn Bigelow og Frances McDormand. Myndin hefur ekki fengið kvikmyndahús útgáfu í Kína, með vangaveltur um að það hafi verið vegna fyrri ummæla hennar um þjóðina, og fréttir af bestu leikstjóravinnslu hennar á Óskarsverðlaununum voru einnig ritskoðaðar.