Nel 2008, Montagnier e la sua collega Françoise Barré-Sinoussi, dell'Institute Pasteur, furono insigniti del Premio Nobel per la fisiologia e la medicina per il loro lavoro sulla scoperta del virus HIV. Nello stesso anno, venne insignito di tale premio anche Harald zur Hausen, per la scoperta che il virus del papilloma umano porta al cancro della cervice uterina. Robert Gallo, invece, venne lasciato fuori. Gallo si disse "deluso" per non essere riconosciuto come co-destinatario del premio. Montagnier non nascose il suo stupore per il fatto che Gallo non fosse stato riconosciuto dal comitato del Nobel: "...è stato importante dimostrare che l'HIV era la causa dell'AIDS e Gallo ha avuto un ruolo molto importante in questo senso. Mi dispiace molto per Robert".