Lise Meitner ne reçut jamais le prix Nobel, bien qu'elle eût été nommée trois fois pour ce prix. L'attitude du comité Nobel n'est cependant pas représentative de l'estime que lui portaient ses collègues. Ainsi, en apprenant que le prix Nobel de chimie 1944 revenait à Otto Hahn, le chimiste Dirk Coster écrivit à Lise Meitner : « Otto Hahn, le prix Nobel! Il l'a certainement mérité. Mais il est dommage que je vous aie enlevée de Berlin [...] sans cela, vous l'auriez eu également. Cela aurait certainement été plus juste. »
Par la suite, Lise Meitner reçut de nombreuses distinctions. Lors de sa visite aux États-Unis en 1946, elle fut reçue comme une célébrité par la presse américaine. Elle fut membre de l'Académie des Sciences autrichienne et docteur honoris causa de plusieurs universités.
Durant son existence, 21 récompenses scientifiques et publiques lui furent remises pour ses travaux et sa vie, parmi lesquelles:
Le nom de Lise Meitner fut donné à plusieurs rues et écoles, à un institut de recherche de Berlin (le Hahn-Meitner-Institut, renommé Helmholtz-Zentrum en 2008). L'Union astronomique internationale a donné son nom à deux cratères, sur la Lune et sur Vénus, ainsi qu'à l'astéroïde 6999. En 1997, le nouvel élément de numéro atomique 109 fut baptisé meitnerium à sa mémoire.
Les 169 travaux publiés par Lise Meitner sont listées dans le document PDF.