Niekoľko vysokých škôl udeľuje Payne-Gaposchkin čestné tituly , Kráľovská astronomická spoločnosť jej zvolený členom, zatiaľ čo ona bola ešte ako študent v Cambridge. Ona tiež sa stala členom Americkej astronomickej spoločnosti, americkej filozofickej spoločnosti a americkej akadémie umení a vied. Získala štipendium Národnej rady pre výskum; Absolvent Medaila Radcliffe alumnae združenia; Annie Jump Cannon Cenu Americkej astronomickej spoločnosti; Henry Norris Russell Prize, Americká astronomická spoločnosť; Award of Merit, Radcliffe vysoká škola; a Rittenhouse medaily, Franklin Institute.
Gaposchkins mala tri deti, Edward, Katherine, a Peter. Katherine sa stal astronóm, a spojil so svojou matkou publikovať niekoľko papierov k sebe. Ona tiež editoval jej matky autobiografii, Cecilia Payne-Gaposchkin: An autobiografie a ďalšie spomienky (1984). Zomrela 7. decembra 1979.