Laureatka nagrody Res Publiki Nowej za najlepszy esej roku 2001, Nagrody im. Poli Nireńskiej i Jana Karskiego za rok 2007 i Nagrody im. Ks. Stanisława Musiała 2010.
Stypendystka m.in. Fundacji Alexandra von Humboldta, Davis Center for Historical Studies przy Wydziale Historycznym Uniwersytetu Princeton, Institute for Advanced Study, Imre Kertész Kolleg Jena, Ina Levine Invitational Scholarship w United States Holocaust Memorial Museum w Waszyngtonie oraz Wissenschaftskolleg Berlin (Yoshua Elkana Fellowship).
W roku 2019 za książkę „Pod klątwą. Społeczny portret pogromu kieleckiego” otrzymała Nagrodę im. Jana Długosza i Yad Vashem International Book Prize.
W 2020 została członkiem korespondentem PAN. W 2014 otrzymała Złoty Krzyż ZasługiPostanowienie Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 27 maja 2014 r. o nadaniu orderów i odznaczeń ()..
W 2024 jej książka Kocia muzyka. Historia chóralna pogromu krakowskiego została nagrodzona Grand Press za Najlepszą Reporterską Książkę Roku. W tym samym roku Joanna Tokarska-Bakir została uhonorowana „Kowadłem” krakowskiego Stowarzyszenia „Kuźnica”.