Mengonni har vunnet flere priser og utmerkelser, blant annet to TRL-priser, ni Wind Music Award, ni MTV Italian Music Awards og én Kid's Choice Awards. I 2010 og 2015 vant han MTV Europe Music Award for beste europeiske artist – den første italienske artisten til å vinne denne. I 2013 vant han også MTV European Music Award for beste søreuropeiske nummer. I 2023 vant han Sanremo-festivalen for andre gang, med låten «Due vite» og representerte Italia i Eurovision Song Contest 2023 med samme låt.