Als Autor von über 500 wissenschaftlichen Veröffentlichungen in begutachteten Fachzeitschriften wurde er mit zahlreichen wissenschaftlichen Auszeichnungen geehrt, darunter der Otto-Bayer-Preis, die Emil-Fischer Medaille der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) – eine der höchsten Auszeichnungen Deutschlands im Bereich Organische Chemie - die Hans-Herloff-Inhoffen Medaille sowie die Max-Bergmann-Medaille. Im Jahr 2014 verlieh die Universität Leiden in den Niederlanden Herbert Waldmann die Ehrendoktorwürde für seine Verdienste um die Chemische Biologie.

Er ist Mitglied verschiedener Editorial Boards wissenschaftlicher Zeitschriften wie z.B. Angewandte Chemie und ChemBioChem und ist auch der Editor-in-Chief von “Bioorganic and Medicinal Chemistry”. Er gehört verschiedenen Fachbeiräten und Kuratorien an, z. B. von Max-Planck-Innovation GmbH (Vorsitzender), der Boehringer Ingelheim Stiftung und des Institut Européen de Chimie et Biologie in Bordeaux/Frankreich.