제20대 국회의원 재외선거에 15만8,135명의 재외국민이 국외부재자신고와 재외선거인등록신청을 했다. 중앙선거관리위원회는 2월14일 오후 1시 재외선거 신고·신청 결과를 잠정 집계해 발표했다. 15만8,135명은 제19대 국회의원선거와 비교해 27.1% 늘어난 수치다. 19대 국회의원선거에서는 12만4,424명의 재외국민이 신고·신청을 했다. 이번 20대 전체 추정 재외선거권자는 198만여명이다. 약 8%의 재외국민이 신고·신청을 한 것으로, 지난 19대 때는 5.5%였다. 선관위에 따르면, 이번 재외선거 등록을 한 국외부재자는 10만9,281명, 재외선거인은 4만8,854명이었다. 공관별로 보면 일본대사관(9,884명) 등록자수가 가장 많았다. 그리고 상하이총영사관(7,604명), LA총영사관(7,349명)이 뒤를 이었다. 국가별로는 미국(3만7,691명), 일본(2만9,376명), 중국(2만1,637명) 순이었다.
 재외선거는 2007년 재외국민의 참정권 제한에 대한 헌법불합치 결정으로 2012년 제19대 국회의원선거에서 최초로 실시됐다. 하지만 재외선거 등록을 하기 위해서는 멀리 떨어진 공관에 설치된 재외투표소를 방문해야 했다. 이번 선거에서는 김성곤 국회의원 대표발의로 선거법이 개정돼 인터넷 신고·신청제도가 도입되는 등 재외선거 편의성이 크게 높아졌다. 인터넷 신고·신청자는 전체 신규·신청자의 43.7%나 됐다. 또 재외선거인 영구명부제도 도입이 등록률을 높이는 데 기여했다. 영구명부제 등록자는 3만7,480명으로 전체의 23.7%를 차지했다.
 20대 국회의원 선출을 위한 재외선거 신고·신청접수는 2015년 11월15일부터 2016년 2월13일까지 91일 동안 169개 재외공관과 252개 구·시·군청에서 실시됐다. 재외선거인 등의 명부는 2월24일부터 3월4일까지 작성되며, 투표는 3월30일부터 4월4일까지의 기간 중 전 세계 169개 공관마다 설치되는 재외투표소와 29개의 추가투표소에서 실시된다.