การแข่งขันบาสเกตบอล 3x3 หญิงในโอลิมปิกฤดูร้อน 2020 รอบคัดเลือก จัดการแข่งขันเพื่อคัดเลือกตัวแทน 8 ทีมเข้าแข่งขันในโอลิมปิกฤดูร้อน 2020 ณ กรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น โดยแบ่งเป็นโควต้า 4 ทีมจากการจัดอันดับโลก เมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน ค.ศ.2019 ญี่ปุ่นในฐานะเจ้าภาพจัดการแข่งขันจะได้โควต้าเพียง 1 ทีม คือประเภทชายหรือหญิงทีมใดทีมหนึ่งเท่านั้น ถ้าหากญี่ปุ่นไม่อยู่ใน 4 อันดับสูงสุดของโลก ทีมชายหรือหญิงที่อันดับโลกที่สูงกว่าจะผ่านการคัดเลือกเพียง 1 ทีม โดยทีมชายนั้นผ่านการคัดเลือกแล้ว ทีมหญิงจึงหมดสิทธิ์โควต้าเจ้าภาพ และต้องไปคัดเลือกร่วมกับการคัดเลือกอื่นๆอีก 3 ทีมคัดเลือกจากทีมที่ดีที่สุดจากการแข่งขัน 2020 FIBA Olympic Qualifying Tournament และโควต้าอีก 1 ทีมสุดท้ายจากผู้ชนะเลิศการแข่งขัน 2020 FIBA Universality-driven Olympic Qualifying Tournament[1]