1949年，進入普林斯頓高等研究院進行博士后研究工作。
1957年，與李政道因共同提出宇稱不守恒理論而獲得了諾貝爾物理學獎。他們兩個人是最早獲得諾貝爾獎的華人。
1958年，當選中央研究院院士。
1965年，當選美國國家科學院院士。
1966年起，任紐約州立大學石溪分校艾伯特·愛因斯坦講座教授兼理論物理研究所所長。
1982年，出任香港中文大學物理系榮譽講座教授。
1986年，返國參加中研院院士會議，出任香港中文大學博文講座教授。
1993年，當選英國皇家學會會員。
1994年，與首位華人菲爾茲獎得主丘成桐教授創立香港中文大學數學科學研究所，兩人同任所長。
2016年底，放棄外國國籍，成為中國公民。
2017年2月，正式轉為中國科學院院士。
1966年，任紐約州立大學石溪分校艾伯特·愛因斯坦講座教授兼理論物理研究所所長。
1982年，出任香港中文大學物理系榮譽講座教授。
1995年，應聘擔任華僑大學名譽教授。
1997年，出任清華大學高等研究中心榮譽主任。
2004年11月，受聘海南大學特聘教授。
2009年，兼任廣東東莞理工學院名譽校長。
2018年4月，擔任西湖大學校董會名譽主席。
1958年，當選臺灣“中央研究院”院士。
1965年，當選美國國家科學院院士。
1993年，當選英國皇家學會會員。
1994年，當選為中國科學院外籍院士。
1996年，獲清華大學、上海交通大學兩所大學頒授榮譽博士學位。
1997年，獲頒香港中文大學榮譽理學博士學位。
1999年，被紐約州立大學石溪分校授予一等榮譽博士學位。
2015年，獲頒香港科學院名譽院士。
2015年3月，被臺灣大學授予名譽理學博士學位。
2015年3月，被澳門大學授予2014年度榮譽博士學位。
2017年2月，已放棄外國國籍成為中國公民的中國科學院外籍院士楊振寧教授正式轉為中國科學院院士。
2019年12月，入選“中國海歸70年70人”榜單。
此外，還獲得俄羅斯科學院院士、教廷宗座科學院（羅馬教皇學院）院士以及巴西科學院、委內瑞拉科學院和西班牙皇家科學院等多個歐洲和拉丁美洲科學院的院士榮銜，以及多家大學的榮譽博士學位。
