Gry Mølleskog ble 8. september 2022 tildelt Storkors av St. Olavs Orden for «fortjenstfullt virke i Kongefamiliens tjeneste». Hun ble utnevnt til kommandør med stjerne av St. Olavs Orden 20. desember 2021, Kongens Erindringsmedalje i 2018 og Kongens fortjenestmedalje i 2012 som leder for det kongelige sekretariat. I 2006 ble hun utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden. Hun er også kommandør med stjerne av den danske Dannebrogordenen, har mottatt storkorset av Republikken Italias fortjenstorden og er storoffiser av den portugisiske Fortjenstordenen. I 2017 ble hun tildelt storkors av Den islandske falkeorden i forbindelse med statsbesøket til Islands president i Norge.