1958年，当选中华民国中央研究院院士；当选为第一位华裔美国国家科学院院士。获列入《美国科学名人录》
1959年，获美国研究法人奖、美国大学妇女协会年度成就奖、美国史密斯女子学院荣誉博士。
1960年，获美国高契学院荣誉博士。
1962年，获美国富兰克林学社魏德瑞尔奖章。
1963年，获美国罗格斯大学荣誉博士。
1967年，获美国耶鲁大学荣誉博士。
1969年，获美国爱丁堡皇家学院荣誉院士、香港中文大学荣誉博士。
1971年，获美国罗素‧沙吉学院荣誉博士、美国西格玛‧代尔塔‧艾普斯隆学社五十周年奖。得到“物理研究第一夫人”的美誉。
1974年，获美国工业研究杂志年度科学家奖、美国哈佛大学荣誉博士、美国巴德学院荣誉博士、美国阿德菲学院荣誉博士、美国纽约科学院普杰奖。
1975年，当选美国物理学会会长。获美国国家科学奖章。
1978年，获沃尔夫基金会首次颁发的沃尔夫奖。
1980年，美国宾州大学荣誉博士学位，并称赞为“世界顶尖的女性实验物理学家”。柏克莱的老师塞格瑞也称她为“原子核物理的女王”。
1986年，美国自由女神像建立一百周年庆典时，获埃利斯岛荣誉奖。
1986年，杨振宁、李政道、丁肇中和李远哲四位诺贝尔奖得主发起在台北创立吴健雄学术基金会。
1990年，中国科学院紫金山天文台将国际编号为2752号的小行星被命名为“吴健雄星”。
1991年，获代表理工界最高荣誉的普平纪念奖章。
1994年，当选为中国科学院外籍院士。
中国物理学会设立“吴健雄物理奖”。“吴健雄袁家骝自然科学基金会”。
1997年吴健雄逝世后，1998年在明德中学建成“吴健雄墓园”。明德学校建立“吴健雄科技楼”、“明德楼纪念馆”。南京大学、东南大学、明德中学先后设立了“吴健雄奖学金”。1990年受聘为东南大学校友总会名誉会长、东南大学校务委员会名誉主任。1992年南京大学物理系建立“吴健雄图书馆”，东南大学命名“吴健雄实验室”并将原中央大学科学馆命名为“健雄院”。2003年，东南大学建立吴健雄学院。2012年12月10日，国立中央大学将该校科学四馆命名为“健雄馆”。
2002年，在东南大学建立“吴健雄纪念馆”，是中国政府批准建立的第一座华人科学家纪念馆，收藏袁家骝等捐献的吴健雄所获的所有奖章、奖状及手稿等。[1]
曾获美国普林斯顿大学、耶鲁大学、哈佛大学，中国大陆南京大学、北京大学，中国科学技术大学，台湾中央大学等16所大学荣誉博士学位。
一生获得众多奖项，奖誉等身。被称为“世界物理女王”、“物理学第一夫人”，在制造原子弹的“曼哈顿计划”中解决了链式反应无法延续的重大难题，对美国原子弹爆炸成功作出了非常关键的贡献，被誉为“原子核物理的女王”，被美国物理学会宣布为“最伟大的实验物理学家”。