国家科技进步一等奖、“中国发明创业奖”特等奖、“军队专业技术重大贡献奖”、“优秀科技青年创业奖”、“求是杰出青年实用工程奖”、“何梁何利奖”；获授全国十大“杰出专业技术人才”、“国家有突出贡献的中青年专家”和“当代发明家”荣誉称号。2016年6月，当选中国科协第九届全国委员会副主席。2017年7月，中央军委主席习近平签署命令，授予马伟明等10位同志“八一勋章”。2017年7月28日，中央军委颁授“八一勋章”和授予荣誉称号仪式在北京八一大楼举行，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平向马伟明等10位