30 июня 1971 г. Указом Президиума Верховного Совета СССР за героизм, мужество и отвагу, проявленные при испытании нового космического комплекса – орбитальной станции «Салют» и транспортного корабля «Союз-11», 25-му космонавту СССР и 53-му космонавту мира Виктору Ивановичу Пацаеву было присвоено звание Героя Советского Союза и почетное звание «Летчик-космонавт СССР» (посмертно). Он удостоился медалей «Золотая Звезда» Героя Советского Союза, ордена Ленина, звания Заслуженного мастера спорта СССР (посмертно), медали «За доблестный труд» и почетного знака ВЛКСМ.

В память о В.И. Пацаеве названа малая планета 1791 Patsayev, кратер на обратной стороне Луны. Его имя, как и всех членов погибшего экипажа ТПК «Союз-11», увековечено в скульптурной композиции «Павший астронавт» – первой и единственной художественной инсталляции на Луне. 

Именами космонавтов названы научно-исследовательские суда «9-го Отдельного морского Командно-измерительного комплекса» (9 ОМ КИК) Министерства обороны СССР, известного, как «Служба Космических исследований Отдела морских экспедиционных работ» (СКИ ОМЭР) АН СССР. В настоящее время научно-исследовательское судно (НИС) «Космонавт Виктор Пацаев» – единственное сохранившееся судно космической связи, свидетель достижений нашей страны в освоении космоса. 24 ноября 2023 г. исполнилось 45 лет со дня поднятия вымпела АН СССР на научно-исследовательском судне – его научной карьеры.  

Память о летчике-космонавте СССР, Герое Советского Союза В.И. Пацаеве увековечена в названиях городов – Актобе (Актюбинск), Алга, Джезказгана (Казахстан), Калининграда, Долгопрудного (проспект Пацаева), Пензы, Калуги, Владивостока, Омска, Орска, Ростова-на-Дону, других городов и поселков. 

В разных городах установлены посвященные ему мемориальные доски и бюсты, воздвигнуты памятники. 

В память о погибшем экипаже ТПК «Союз-11» на месте посадки спускаемого аппарата в окрестностях г. Джезказгана (Казахстан) установлен мемориальный знак. 

В высшем учебном заведении г. Пензы, где В.И. Пацаев получил фундаментальное инженерное образование, состоялось открытие мемориальной доски в честь выдающегося выпускника.

Со второй половины 1970-х гг. здание главного корпуса Пензенского государственного университета украшает мозаичное панно, выполненное из цветной смальты, с изображением В.И. Пацаева среди студентов на фоне голубого неба. 

В 2017 г. в университете была учреждена памятная медаль имени В.И. Пацаева за высокие достижения в развитии науки, техники и образования, ежегодно проводятся памятные мероприятия. В университетском музее действует постоянная экспозиция, посвященная знаменитому выпускнику, Герою Советского Союза, летчику-космонавту CCСР.

Именем космонавта названы школы в городах Актобе (Актюбинске), Алга, Джезказган (Казахстан), Нестерове (Калининградская область), Долгопрудном (Московская область), Пензе. Имена членов экипажа ТПК «Союз-11» были присвоены школам в Ташкенте (Узбекистан). 

В память об экипаже ТПК «Союз-11» («Янтарях») и его космическом полете на первую пилотируемую орбитальную научную космическую станцию «Салют-1» вышел первый научно-популярный фильм киностудии «Центрнаучфильм» – «Крутые дороги космоса» (1972 г.). В нем освещены фрагменты предстартовой подготовки В.И. Пацаева и его космических братьев, во время старта и стыковки корабля с орбитальной станцией, выполнения экипажем полетной программы на орбите, его подготовки к возвращению на Землю, отстыковки корабля от «Салюта-1».  

Памяти о В.И. Пацаеве, его жизни и профессиональном пути, посвящены книги родных: жены В.А. Пацаевой – канд. физ.-мат. наук, составителя книги «Салют на орбите», сестры Г.И. Пацаевой – автора повести о брате «Отвага исканий». 

В память о трагически погибших космонавтах корабля «Союз-11» была выпущена специальная серия почтовых марок. 

Имя Виктора Ивановича Пацаева навсегда вошло в историю пилотируемой космонавтики как одного из первооткрывателей пилотируемой орбитальной научной космической станции «Салют-1, инженера-испытателя космической техники и космонавта-исследователя, первого в мире астронома, работавшего за пределами земной атмосферы, внесшего неоценимый вклад в исследования космического пространства. 

В память об удивительном человеке, профессионале своего дела, прошедшего нелегкий жизненный путь навстречу заветной мечте – стать космонавтом и быть ближе к звездам – в нашей стране и за ее пределами ежегодно проводятся торжественные мероприятия, встречи и митинги, возлагаются цветы к подножию памятников.