Brill ble tildelt AIAA Wyld Propulsion Award i 2002 og American Association of Engineering Societies John Fritz Medal i 2009. I 1980 tildelte og bedriften DeBeers Brill Diamond Superwoman-prisen for å komme tilbake til en vellykket karriere etter å ha stiftet familie. I 2001 ble hun tildelt NASA Distinguished Public Service Medal. I 2010 overrakte president Barack Obama henne National Medal of Technology and Innovation. I 2010 ble hun inkludert inn i National Inventors Hall of Fame.