Jest laureatem licznych nagród. W 1981 roku otrzymał Nagrodę Asahi. W 2013 rząd japoński odznaczył go Orderem Kultury, a rok później został – wraz z amerykańskim uczonym Jamesem P. Allisonem – laureatem tajwańskiej nagrody naukowej Tang Prize in Biopharmaceutical Science. W 2016 otrzymał Nagrodę Kioto w dziedzinie nauk przyrodniczych.
1 października 2018 ogłoszono, że Zgromadzenie Noblowskie Instytutu Karolinska podjęło decyzję o przyznaniu Honjo oraz Jamesowi Allisonowi Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za „odkrycie terapii przeciwnowotworowej poprzez hamowanie negatywnej regulacji immunologicznej”.
Jest autorem lub współautorem kilkudziesięciu publikacji, redaktorem branżowych periodyków, członkiem wielu japońskich i zagranicznych towarzystw naukowych i innych organizacji, w tym niemieckiej Leopoldiny, National Academy of Sciences, American Association of Immunologists, Human Genome Organisation.
Jego badania umożliwiły opracowanie immunoterapii umożliwiających niszczenie komórek nowotworowych.