Dal 1993 al 1998 ha presieduto l'Istituto dell'Enciclopedia Italiana. È membro delle più prestigiose accademie scientifiche internazionali, quali l'Accademia Nazionale dei Lincei, l'Accademia Pontificia, l'accademia nazionale delle scienze detta dei XL, la National Academy of Sciences statunitense e la Royal Society. È stata nominata senatore a vita dal presidente della Repubblica Carlo Azeglio Ciampi il 1º agosto del 2001. Ha ricevuto numerosi altri riconoscimenti: fra l'altro quattro lauree honoris causa delle Università di Uppsala (Svezia), Weizmann-Rehovot (Israele), St. Mary (Usa) e Bocconi (Milano). Ha vinto inoltre il Premio internazionale Saint-Vincent, il Feltrinelli, e il premio "Albert Lasker" per la ricerca medica.
La Montalcini è anche tra i membri onorari del CICAP[1], fin dalla sua fondazione.
In campo non scientifico, nel 2006 è stata autrice del testo di una canzone dei Jalisse che ha partecipato alle selezioni per il Festival di Sanremo 2007, pur non riuscendosi a qualificare.
Nel 2009, giungendo all'età di cento anni, è il primo vincitore del premio Nobel a varcare il secolo di vita.