Für seine wissenschaftlichen Leistungen wurde Balzani vielfach ausgezeichnet. Eine Auflistung ist hier zu finden. Unter anderem wurde ihm 1992 der Accademia dei Lincei Award und 2009 die Blaise-Pascal-Medaille verliehen. Er ist zudem seit 1989 Ehrendoktor der Universität Freiburg in der Schweiz. Im Jahr 2013 wurde ihm von der Fachzeitschrift Nature der Nature Award für Mentoring in der Wissenschaft für sein Lebenswerk verliehen. 2017 wurde ihm in Paris der Grand Prix 2016 de la Fondation de la Maison de la Chimie verliehen. 2019 erhielt er den Primo-Levi-Preis von Gesellschaft Deutscher Chemiker und Società Chimica Italiana.
Zu Balzanis 85. Geburtstag im November 2021 publizierte die wissenschaftliche Fachzeitschrift Chemistry – A European Journal zusammen mit der Photochemiegruppe der Universität Bologna eine Festschrift in Form einer Sonderausgabe, um „diesen großen Chemiker, seine hervorragende wissenschaftliche Tätigkeit und sein großes Engagement für die gesellschaftlichen Aspekte der Wissenschaft“ zu würdigen.
Publikationen (Auswahl)
Monographien
mit V. Carassiti: Photochemistry of Coordination Compounds, Academic Press, London 1970, ISBN 978-0-12-077250-6.
mit Franco Scandola: Supramolecular Photochemistry, Horwood, Chichester 1991 ISBN 978-0-13-877531-5.
mit Alberto Credi und Margherita Venturi: Molecular Devices and Machines. A Journey into the Nano World, (2. Auflage) Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-31800-1.
mit Nicola Armaroli: Energy for a Sustainable World – From the Oil Age to a Sun-Powered Future, Wiley-VCH 2011, ISBN 978-3-527-32540-5.
mit Nicola Armaroli und Nick Serpone: Powering Planet Earth – Energy Solutions for the Future, Wiley-VCH 2013, ISBN 978-3-527-33409-4.
mit Paola Ceroni und Alberto Juris: Photochemistry and Photophysics – Concepts, Research, Applications, Wiley-VCH 2014, ISBN 978-3-527-33479-7.
mit Margherita Venturi und Nick Serpone: Reading and Writing the Book of Nature, Royal Society of Chemistry 2015, ISBN 978-1-78262-002-0.
mit Nicola Armaroli: Energia per l’Astronave Terra - L'era delle rinnovabili. 3. Auflage, Zanichelli 2017, ISBN 978-88-08-52087-6.
Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Solar Electricity and Solar Fuels: Status and Perspectives in the Context of the Energy Transition. In: Chemistry – A European Journal 22, Issue 1, (2016), 32–57, doi:10.1002/chem.201503580.
Vincenzo Balzani et al., Designing Dendrimers Based on Transition-Metal Complexes. Light-Harvesting Properties and Predetermined Redox Patterns. In: Accounts of Chemical Research 31, Issue 1, (1998), 26–34, doi:10.1021/ar950202d.
Vincenzo Balzani et al., Luminescent and Redox-Active Polynuclear Transition Metal Complexes. In: Chemical Reviews 96, Issue 2, (1996), 759–834, doi:10.1021/cr941154y.
Jean-Pierre Sauvage et al., Ruthenium(II) and Osmium(II) Bis(terpyridine) Complexes in Covalently-Linked Multicomponent Systems: Synthesis, Electrochemical Behavior, Absorption Spectra, and Photochemical and Photophysical Properties. In: Chemical Reviews 94, Issue 4, (1994), 993–1019, doi:10.1021/cr00028a006.