I 1946 ble Landau valgt som fullt medlem av Sovjetunionens vitenskapsakademi. I 1951 ble han valgt som medlem av det kongelige danske vitenskapsakademiet og i 1956 det kongelige nederlandske vitenskapsakademiet. I 1960 mottok han F. London-prisen (USA) og Max Planck-medaljen (Vest-Tyskland). I 1962 ble han æret med Nobelprisen i fysikk for sitt pionerarbeid i kondenserte fasers fysikk, og da spesielt flytende helium.