Le 21 novembre 2023, Marilena Radoiu a reçu le prix Irène Joliot-Curie 2023 dans la catégorie Femme, Recherche et Entreprise lors d'une prestigieuse cérémonie qui s'est déroulée à l'Institut de France à Paris. Ce prix est décerné par l'Académie des Sciences et le Ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation.
N.B. Depuis sa création en 2001, le Prix Irène Joliot-Curie promeut les femmes dans les domaines de la science, de la recherche et de la technologie et a récompensé plus de 60 femmes scientifiques aux carrières exemplaires dans la recherche publique et privée, issues de toutes les disciplines scientifiques.