W 1967 założył Center for Statistical Mechanics, później przemianowany na Ilya Prigogine Center for Studies in Statistical Mechanics and Complex Systems. Od 1962 był dyrektorem Międzynarodowego Instytutu Solvaya Fizyki i Chemii w Brukseli. W 1989 Prigogine otrzymał tytuł hrabiego nadany przez króla Belgii Baldwina I. Członek 64 akademii naukowych i innych organizacji, między innymi Belgijskiej Królewskiej Akademii Nauk, Literatury i Sztuk Pięknych, członek honorowy Polskiego Towarzystwa Chemicznego. Otrzymał 53 honorowych stopni (honoris causa, w tym także Politechniki Wrocławskiej i Uniwersytetu Jagiellońskiego), a także wiele odznaczeń, między innymi Medal Rumforda od Royal Society of London, Imperial Order of the Rising Sun (Gold & Silver Medals), Japan; Medal Kartezjusza, Paryż.
Działalność naukowa Ilya Prigogine otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1977 za pracę na temat termodynamiki układów działających dynamicznie w warunkach nierównowagowych. Argumentował on (matematycznie, nie eksperymentalnie), że układy dalekie od równowagi, z dużym przepływem energii, mogą produkować wyższy stopień porządku.