Jolie, vars regissörsdebut är gjord i Bosniens krig mellan 1992 och 1995, fick en stående ovation när hon fick hederspriset Heart of Sarajevo.
"Jag sa till Brad i bilen att jag var rädd att jag skulle gråta", sa hon.
Hon delade ut festivalens bästa skådespelarpris till Thomas Schubert som medverkade i Atman, även utsedd till bästa film.
Rumänska ledande dam Ada Condeescu vann bästa skådespelerska för sin roll i Loverboy.
Jolie, 36, som var på 17th Sarajevo Film Festival med pojkvän Brad Pitt, besökte Bosnien flera gånger förra året som goodwill ambassadör för FN: s flyktingbyrå.
Hon sa att hon var "så hedrad över att vara här".
– Det finns inget större exempel på konstnärernas styrkor och festivalen som började under kriget och växte sig starkare varje år, tillade hon.
Festivalen började som en motståndshandling 1995 med invånare som skar granater för att samlas i en källare för att titta på Quentin Tarantinos Pulp Fiction.
Några scener ur Jolies film I delstaten Blood and Honey - som skulle släppas i december - spelades in i Bosnien medan andra spelades in i Ungern.
Filmen, som stjärnorna Zana Marjanovic och Rade Serbedzija, berättar historien om en kärleksaffär mellan en bosnisk muslimsk kvinna och en serb, på motsatta sidor av konflikten.
Licensen att filma i Sarajevo återkallades vid ett tillfälle efter lokala rykten om att filmen innehöll ett våldtäktsoffer som blev kär i sin angripare.
Licensen lämnades tillbaka när producenterna bevisade att ryktet inte var sant.
På den tiden bad Jolie folk att "hålla omdöme tills de har sett filmen".
"Det finns många vändningar i handlingen som tar upp den känsliga karaktären av förhållandet mellan huvudpersonerna och som kommer att avslöjas när filmen släpps", sade hon.
Vid sina besök i Bosnien för FN förra året riktade Jolie uppmärksamheten på de tusentals människor som inte har kunnat återvända till sina hem trots kriget som slutade för 16 år sedan.
En tårfull Angelina Jolie har hedrats på Sarajevo Film Festival för sitt skådespelande och "aktiva engagemang i komplexiteten i den verkliga världen".