Otrzymał Nagrodę World Fantasy i Nagrodę Brama Stokera, obydwie za całokształt twórczości. W 1989 roku został uhonorowany, również za całokształt twórczości, nagrodą Damon Knight Memorial Grand Master. W 1984 został wprowadzony do Hall of Fame Nagrody Prometeusza za 451 stopni Fahrenheita. Otrzymał również nagrody SF Hall of Fame Living Inductee, oraz Pierwszą Nagrodę Fandomu.
W 2004 został odznaczony amerykańskim Narodowym Medalem Sztuki, a w 2007 francuskim Orderem Sztuki i Literatury. W 2007 otrzymał specjalne wyróżnienie jury Nagrody Pulitzera „za wybitną, płodną i głęboko wpływową karierę jako niezrównanego autora science fiction i fantasy”.
Jest patronem Nagrody za Wyjątkową Prezentację Dramatyczną za scenariusz filmowej bądź telewizyjnej produkcji z dziedziny fantastyki. W 1994 otrzymał Nagrodę Daytime Emmy za scenariusz filmu The Halloween Tree. Za wkład w rozwój przemysłu filmowego w 2002 otrzymał gwiazdę na hollywoodzkiej Alei Gwiazd.
Na cześć pisarza jedna z planetoid została nazwana (9766) Bradbury. Z kolei krater na Księżycu otrzymał nazwę „Krater Dandelion” od tytułu powieści Dandelion Wine.