1949年，进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究工作。
1957年，与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得了诺贝尔物理学奖。他们两个人是最早获得诺贝尔奖的华人。
1958年，当选中央研究院院士。
1965年，当选美国国家科学院院士。
1966年起，任纽约州立大学石溪分校艾伯特·爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长。
1982年，出任香港中文大学物理系荣誉讲座教授。
1986年，返国参加中研院院士会议，出任香港中文大学博文讲座教授。
1993年，当选英国皇家学会会员。
1994年，与首位华人菲尔兹奖得主丘成桐教授创立香港中文大学数学科学研究所，两人同任所长。
2016年底，放弃外国国籍，成为中国公民。
2017年2月，正式转为中国科学院院士。
1966年，任纽约州立大学石溪分校艾伯特·爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长。
1982年，出任香港中文大学物理系荣誉讲座教授。
1995年，应聘担任华侨大学名誉教授。
1997年，出任清华大学高等研究中心荣誉主任。
2004年11月，受聘海南大学特聘教授。
2009年，兼任广东东莞理工学院名誉校长。
2018年4月，担任西湖大学校董会名誉主席。
1958年，当选台湾“中央研究院”院士。
1965年，当选美国国家科学院院士。
1993年，当选英国皇家学会会员。
1994年，当选为中国科学院外籍院士。
1996年，获清华大学、上海交通大学两所大学颁授荣誉博士学位。
1997年，获颁香港中文大学荣誉理学博士学位。
1999年，被纽约州立大学石溪分校授予一等荣誉博士学位。
2015年，获颁香港科学院名誉院士。
2015年3月，被台湾大学授予名誉理学博士学位。
2015年3月，被澳门大学授予2014年度荣誉博士学位。
2017年2月，已放弃外国国籍成为中国公民的中国科学院外籍院士杨振宁教授正式转为中国科学院院士。
2019年12月，入选“中国海归70年70人”榜单。
此外，还获得俄罗斯科学院院士、教廷宗座科学院（罗马教皇学院）院士以及巴西科学院、委内瑞拉科学院和西班牙皇家科学院等多个欧洲和拉丁美洲科学院的院士荣衔，以及多家大学的荣誉博士学位。
