Desde o início da cimeira do G20 em 2008, quase todos os eventos testemunharam a participação dos chefes de estado ou de governo. No entanto, não é incomum que alguns líderes de países faltem à cimeira.
A lista de líderes de países que participaram em cada um dos eventos da cimeira inclui a Índia, os Estados Unidos, o Reino Unido, o Canadá, a Alemanha, a Itália, a Coreia do Sul, a Turquia e líderes da União Europeia. As três primeiras cimeiras do G20, em 2008 e 2009, contaram com a participação de líderes de todos os 20 países membros regulares, bem como de representantes da União Europeia.
A quarta Cimeira do G20, realizada em Toronto, em Junho de 2010, marcou o primeiro ano em que dois chefes de países, da Austrália e do Brasil, não compareceram. A delegação australiana foi liderada pelo seu vice-primeiro-ministro, Wayne Swan, enquanto o Brasil foi representado pelo seu ministro da Fazenda, Guido Mantega.
O rei Abdullah bin Abdulaziz da Arábia Saudita decidiu não participar na cimeira do G20 de novembro de 2010 em Seul, na Coreia do Sul. A delegação saudita foi liderada pelo seu ministro das Relações Exteriores, Saud bin Faisal bin Abdulaziz Al Saud. Desde então, o Rei da Arábia Saudita optou principalmente por não participar nas cimeiras do G20, confiando a responsabilidade a outros príncipes ou ministros do país. O Rei não participou nas cimeiras de 2013, 2015 e 2020. O ano de 2020 marcou a presidência do G20 da Arábia Saudita, com a cimeira originalmente programada para ser realizada na sua capital, Riade. No entanto, devido à crise da Covid-19, a reunião foi realizada virtualmente, com todos os líderes dos países a abordarem a questão remotamente.
A delegação saudita nas cimeiras do G20 em Cannes, França, em 2011, e em Los Cabos, no México, em 2012, foi liderada pelo seu ministro das Finanças, Ibrahim Abdulaziz Al-Assaf. Na cúpula do G20 em Brisbane, Austrália, em 2014, a delegação foi liderada pelo príncipe herdeiro Salman bin Abdulaziz Al Saud, que se tornou rei em 2015 após a morte de seu meio-irmão, o rei Abdullah, e participou da cúpula do G20 em Antália, Turquia, em 2015.
A cimeira do G20 em Hangzhou de 2016 viu a delegação saudita liderada pelo seu vice-príncipe herdeiro, Mohammad bin Salman Al Saud, que também representou o país nas edições de 2018, 2019 e 2022 como príncipe herdeiro do país. Nas cimeiras de 2017 e 2021, o país foi representado pelos seus ministros.
A cimeira do G20 em São Petersburgo de 2013 viu o lado australiano representado pelo seu ministro dos Negócios Estrangeiros, Bob Carr. Os líderes dos países Argentina e Arábia Saudita não compareceram à edição de 2014 na Austrália. A cimeira de 2015 viu os presidentes da França e da Argentina não comparecerem.
Em 2018 e 2019, os chefes de dois países faltaram às cimeiras. Conforme mencionado anteriormente, o rei saudita não compareceu a nenhuma das edições. O presidente indonésio não participou da cúpula do G20 em Buenos Aires em 2018, na Argentina, enquanto o presidente mexicano faltou à cúpula do G20 em Osaka em 2019.
A cimeira de Roma de 2021, em Itália, viu o maior número de líderes regulares de países do G20 faltarem ao evento devido a preocupações com a Covid-19.
A delegação chinesa do G20 foi liderada pelo seu ministro das Relações Exteriores, Wang Yi, enquanto o presidente chinês, Xi Jinping, discursou remotamente. A delegação russa foi liderada pelo ministro das Finanças, Anton Siluanov. O Japão foi representado por Toshimitsu Motegi, ministro das Relações Exteriores, e a delegação do México foi liderada pelo secretário de Relações Exteriores, Marcelo Ebrard. O lado sul-africano foi liderado por Naledi Pandor, o seu ministro das relações internacionais e cooperação, enquanto a Arábia Saudita foi representada pelo seu ministro dos Negócios Estrangeiros, o príncipe Faisal bin Farhan Al Saud.
A cimeira de Bali de 2022, na Indonésia, foi ignorada pelos líderes dos países Brasil, México, Arábia Saudita e Rússia. O presidente russo, Vladimir Putin, optou por não comparecer devido às críticas e sanções ocidentais após o início da guerra do seu país com a vizinha Ucrânia.
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