Han fikk i 1969 Nobelprisen i fysiologi eller medisin sammen med sine forsker-kollegaer Max Delbrück og Alfred Hershey for deres inngående arbeider angående bakteriofager innen molekylærbiologien. I tillegg til å motta Nobels fredspris, ble Luria tildelt en rekke andre priser og utmerkelser. Han ble utnevnt til medlem av National Academy of Sciences i 1960. Fra 1968 til 1969 var han president i American Society for Microbiology. Samme år som han mottok Nobels fredspris i medisin ble han tildelt Louisa Brutto Horwitz Prize fra Columbia University sammen med Max Delbrück. Han fikk National Book Award i 1974 for hans populærvitenskapelig bok . Han fikk også en National Medal of Science i 1991.