Sanger blev i 2004 tildelt Weintal-prisen for diplomatisk rapportering for sin dækning af Irak- og Korea-krisen. Han vandt også Aldo Beckman-prisen for dækning af præsidentembedet. Både i 2003 og 2007 blev han tildelt Merriman Smith Memorial Award for dækning af national sikkerhedsstrategi. Han delte også American Society of Newspaper Editors' toppris for deadline writing i 2004, for holddækning af Columbia-katastrofen. I 2007 modtog "The New York Times" DuPont-prisen fra Columbia Journalism School for "Nuclear Jihad: Can Terrorists Get the Bomb?", en dokumentarfilm med ham og kollega William J. Broad og deres undersøgelse af A.Q. Khans atomspredningsnetværk. Deres afsløringer i "Times" om netværket blev en finalist til Pulitzer-prisen. I 2011 var Sanger en del af et andet team, der var en Pulitzer Prize finalist for International Reporting for deres dækning af
Japansk tsunami og atomkatastrofe. I 2012 afslørede Sanger historien om, at præsident Obama tidligt i sin præsidentperiode hemmeligt havde bestilt Stuxnet-cyberangrebene på iranske atomfaciliteter; hans rapportering blev afbildet i dokumentarfilmen "Zero Days" (2016).