Đại tướng Hoàng Văn Thái được trao tặng nhiều huân chương, huy chương các loại từ nhà nước Việt Nam và một số nước xã hội chủ nghĩa khác:

Huân chương Việt Nam

Huân chương Sao vàng (truy tặng năm 2007)
Huân chương Hồ Chí Minh (2)
Huân chương Quân công (2)
Huân chương Chiến thắng
Huân chương Kháng chiến (2)
Huân chương Chiến sĩ giải phóng (3)
Huân chương Chiến sĩ vẻ vang (3)
Huân chương Quân kỳ quyết thắng

Huy hiệu Việt Nam

• Huy hiệu 40 năm tuổi Đảng (từ 1938 – 1978)
• Huy hiệu Chiến sĩ Điện Biên

Huân, huy chương nước ngoài

Huân chương cờ đỏ
Huy chương "Tăng cường hợp tác quân sự"
Huy chương kỷ niệm 40 năm chiến thắng Vệ quốc vĩ đại 1945 – 1985
Huy chương chiến sĩ chống Phát xít – Tiệp Khắc
Huy chương "Tăng cường hợp tác quân sự" – Ba Lan
Huy chương tự do Lào
Huy chương kỷ niệm "50 năm chiến thành lập Quân đội Nhân dân Mông Cổ"

Tên đường

Tên ông cũng được đặt tên cho nhiều đường phố tại Việt Nam, trong đó có thể kể đến gồm:

• Phố Hoàng Văn Thái tại Quận Thanh Xuân, Thành phố Hà Nội.
• Đường Hoàng Văn Thái tại phường Trần Lãm, Thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
• Đường Hoàng Văn Thái tại thị trấn Tiền Hải, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình.
• Đường Hoàng Văn Thái tại Hoà Minh, quận Liên Chiểu, Thành phố Đà Nẵng. Ngày 10 tháng 6 năm 2011, Chủ tịch UBND TP Đà Nẵng đã ký quyết định phê duyệt dự án đầu tư xây dựng đường Hoàng Văn Thái nối dài đi Bà Nà tại quận Liên Chiểu và huyện Hòa Vang với tổng mức đầu tư hơn 729,5 tỷ đồng, dài 10 km, dự kiến năm 2013 sẽ khánh thành.[30]
• Đường Hoàng Văn Thái tại quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh
• Đường Hoàng Văn Thái tại tỉnh Phú Thọ
• Đường Hoàng Văn Thái tại Thành phố Điện Biên Phủ, tỉnh Điện Biên, nằm dưới chân Đồi A1 gồm những địa danh như nghĩa trang A1, đường đôi kéo dài gần hầm Đờ-cát-xtơ-ri và là một trong những dãy phố chính tại đây
• Đường Hoàng Văn Thái tại Đồng Xoài, tỉnh Bình Phước.
• Đường Hoàng Văn Thái tại thị trấn Tân Châu, huyện Tân Châu, tỉnh Tây Ninh.
• Đường Hoàng Văn Thái tại Thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa.
• Đường Hoàng Văn Thái tại phường Hoa Lư, Thành phố Pleiku, tỉnh Gia Lai. Đoạn giao nhau với Cách mạng tháng Tám, gần trung tâm hoạt động Thanh thiếu niên tỉnh Gia Lai.

Nhà tưởng niệm, trường học

• Ngày 21 tháng 12 năm 2010, tại xã Tây An, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình, Ủy ban nhân dân huyện Tiền Hải cùng gia đình Đại tướng Hoàng Văn Thái đã tổ chức lễ tưởng niệm và khởi công xây dựng công trình cấp nhà nước "Khu tưởng niệm Đại tướng Hoàng Văn Thái" và tới năm 2012 khánh thành trên con đường Hoàng Văn Thái của xã. Công trình được xây dựng trên diện tích 2.055,4 m2, tổng kinh phí là hơn 6 tỷ đồng. Quy mô xây dựng gồm các hạng mục nhà tưởng niệm chính, nhà truyền thống, nhà khách và các hạng mục khác, là nơi trưng bày hình ảnh cố Đại tướng, gia đình và quê hương.[31]
• Tên ông được đặt cho một trường trung học phổ thông tại Tiền Hải, Thái Bình.