Putin skickar i stället utrikesminister Sergej Lavrov.
Värden för mötet, premiärminister Narendra Modi, meddelade att han talat i telefon med Putin och att Modi hade "uttryckt förståelse" för Putins beslut.
Den ryske presidenten är internationellt efterlyst av internationella brottmålsdomstolen i Haag. Anklagelsen rör bortrövande av minderåriga från Ukraina under det pågående ryska invasionen av Ukraina.
President Putin reste inte heller till Sydafrika och Johannesburg för ett toppmöte med ledarna i den så kallade Brics-gruppen där även Indien, Kina och Brasilien ingår. Även då representerades Ryssland av utrikesminister Lavrov.
G20-mötet hålls i två dagar, där 19 länder samt EU deltar. Premiärminister Modi har tidigare meddelat att han bjuder in Afrikanska unionen som representerar 55 länder.