2013年，因在研究孪生质数猜想上取得了重大突破，张益唐于第6届世界华人数学家大会中荣获晨兴数学卓越成就奖（Morningside Special Achievement Award in Mathematics），后来他也获颁和。2014年，美国数学学会将着名的柯尔数论奖授予张益唐。同年7月4日，经由中央研究院第31次院士会议，张益唐当选为中央研究院第30届数理科学组院士。2014年8月，在韩国首尔的国际数学家大会上，张益唐获邀请在闭幕式之前作一小时的受邀报告（invited lecture）。