Luc Montagnier từng giành nhiều giải thưởng khoa học cao quý như Huy chương bạc của CNRS (Médaille d'argent du CNRS), Giải Y học Louis-Jeantet (1986), Giải Lasker hay Giải thưởng Nhật Bản. Ông cũng được trao Bắc đẩu bội tinh cấp chỉ huy (commandeur) và là thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp.

Năm 2008, Montagnier cùng với Françoise Barré-Sinoussi đã được trao Giải Nobel Sinh lý và Y khoa cho công trình phát hiện ra HIV.[5] Họ chia sẻ giải thưởng với Harald zur Hausen, người đã phát hiện ra rằng virus papilloma có thể gây ung thư cổ tử cung.[6][7] Montagnier nói rằng ông "ngạc nhiên" khi Robert Gallo không được Ủy ban Nobel công nhận: "Điều quan trọng là phải chứng minh rằng HIV là nguyên nhân gây ra AIDS và Gallo có vai trò rất quan trọng trong đó. Tôi rất tiếc cho Robert Gallo."[6] Theo Maria Masucci, một thành viên của Hội đồng Nobel, "không có nghi ngờ gì về việc ai đã thực hiện những khám phá cơ bản."[5]