授予“两弹一星功勋奖章”，是该群体中唯一一位获得“烈士”称号的科学家。1982年12月，科学出版社出版了《郭永怀文集》。1985年，郭永怀补授予一项国家科学技术进步奖特等奖。1999年，郭永怀被追授予研制“两弹一星”有突出贡献的科技专家，并荣获两弹一星功勋奖章。2003年9月18日中国科学技术大学创办45周年之际，郭永怀的遗孀李佩 将这枚勋章捐赠中国科学技术大学。
纪念.2018年7月，国际小行星中心正式发布公告，编号为212796号的小行星被永久命名为“郭永怀星”，编号为21