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Dama di Gran Croce dell'Ordine al merito della Repubblica Italiana

— Roma, 8 gennaio 1987.^[1]

Grand'ufficiale della Legion d'Onore

— Roma, 5 dicembre 2008.^[2]

Medaglia d'oro ai benemeriti per la cultura

— Roma, 31 ottobre 1986.

Medaglia d'oro ai benemeriti per la cultura

— Roma, 6 giugno 2001.

Premio Nobel per la medicina

«La scoperta del NGF all'inizio degli anni '50 è un esempio affascinante di come un osservatore acuto possa estrarre ipotesi valide da un apparente caos. In precedenza i neurobiologi non avevano idea di quali processi intervenissero nella corretta innervazione degli organi e tessuti dell'organismo»
— Stoccolma, 10 dicembre 1986.

National Medal of Science

«Per un importante passo avanti in neurobiologia dalla sua scoperta del Nerve Growth Factor e il suo effetto sulla crescita del sistema nervoso simpatico, che pose le basi per studi condotti a livello delle molecole coinvolte nella crescita normale e maligna»
— Casa Bianca, 25 giugno 1987.

Laurea honoris causa

— Università di Uppsala.

Laurea honoris causa

— Istituto Weizmann.

Laurea honoris causa

— Saint Mary University.

Laurea honoris causa

— Constantinian University.

Laurea honoris causa

— Università Commerciale Luigi Bocconi.

laurea honoris causa in scienze biologiche

— Università di Urbino, 31 maggio 1990.

Laurea honoris causa in medicina veterinaria

— Università di Bologna, 18 settembre 2001.

Laurea honoris causa in farmacia

— Università di Ferrara, 17 dicembre 2002.

Laurea honoris causa in economia e commercio

— Università degli Studi del Sannio, 19 giugno 2004.

Laurea honoris causa in comunicazione multimediale

— Università di Perugia, 4 ottobre 2006.

Laurea honoris causa in ingegneria biomedica

— Politecnico di Torino, 27 ottobre 2006.

Laurea specialistica honoris causa in biotecnologie industriali

— Università degli Studi di Milano-Bicocca, 22 gennaio 2008.

Dottorato honoris causa in medicina

— Università Complutense di Madrid, 23 ottobre 2008.

Dottorato honoris causa in scienze

— Dalla McGill University presso il Rettorato dell'Università La Sapienza, 23 febbraio 2011.

• Accademico d'Onore dell'Accademia delle Arti del Disegno^[3]

• Il 23 febbraio 2008, nell'aula magna dell'Università di Padova, ha ricevuto il Premio Luigi Coppola – Città di Gallipoli (premio per la ricerca) ed il sigillo della città di Padova.

• Il 5 dicembre 2008, a Roma, presso Villa Medici, le è stata assegnata la prima medaglia d'onore dell'Accademia di Francia dal direttore dell'Accademia di Francia a Roma, Frédéric Mitterrand.
• Il comune di Roma le ha conferito la cittadinanza onoraria.
• Il comune di Caprese Michelangelo le ha conferito la cittadinanza onoraria il 12 giugno 2009.
• L'asteroide 9722 Levi-Montalcini^[4], scoperto nel 1981, è stato nominato così in suo onore.

• (EN) Rita Levi-Montalcini, Growth Control of Nerve Cells by a Protein Factor and Its Antiserum (abstract), in Science, vol. 143, n. 3602, 10 gennaio 1964, pp. 105–110.