Im Jahr 2015 erhielt Dickenstein den TWAS - Preis von der Weltakademie der Wissenschaften für die Förderung der Wissenschaft in Entwicklungsländern .

2018 wurde Dickenstein zum Fellow der American Mathematical Society für „Beiträge zur Computeralgebra und ihren Anwendungen, insbesondere in der Systembiologie, und für die weltweite Führungsrolle bei der Unterstützung unterrepräsentierter Gruppen in der Mathematik“ gewählt. 2020 wurde sie zum SIAM Fellow "für Beiträge zur algebraischen Geometrie und ihren Anwendungen in der geometrischen Modellierung und zum Studium biochemischer Reaktionsnetzwerke" ernannt.