W głowie się nie mieści zostało nagrodzone Oskarem, Złotym Globem, Nagrodą BAFTA i wieloma innymi nagrodami w kategorii Najlepszy film animowany. Dodatkowo, Amerykańska Akademia Filmowa (i inne instytucje) doceniły scenariusz filmu, nominując go w tej kategorii.
Oskary - Nagrody Amerykańskiej Akademii Filmowej
- Wygrana: Najlepszy długometrażowy film animowany (Jonas Rivera, Pete Docter)
- Nominacja: Najlepszy scenariusz oryginalny (Josh Cooley, Meg LeFauve, Pete Docter, Ronnie Del Carmen)
Złote Globy
- Wygrana: Najlepszy film animowany
BAFTA
- Wygrana: Najlepszy film animowany (Pete Docter)
- Nominacja: Najlepszy scenariusz oryginalny (Josh Cooley, Meg LeFauve, Pete Docter)
Saturny
- Wygrana: Najlepszy film animowany
People's Choice
- Nominacja: Ulubiony film
- Nominacja: Ulubiony film rodzinny
- Nominacja: Ulubiony głos w filmie animowanym (Amy Poehler jako Radość)
Critics Choice
- Wygrana: Najlepszy film animowany
- Nominacja: Najlepsza komedia
- Nominacja: Najlepszy scenariusz oryginalny (Josh Cooley, Meg LeFauve, Pete Docter)
Teen Choice
- Nominacja: Aktorka lata (Amy Poehler jako Radość)
- Nominacja: Film lata
- Nominacja: Ulubiona filmowa scena z krzykiem (Lewis Black jako Gniew)
Annie
- Wygrana: Najlepszy pełnometrażowy film animowany
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: animacja postaci (Allison Rutland)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: dubbing (Phyllis Smith jako Smutek)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: konstrukcja postaci w animowanym filmie kinowym (Albert Lozano, Chris Sasaki)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: montaż (Kevin Nolting)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: muzyka (Michael Giacchino)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: reżyseria animowanej produkcji kinowej (Pete Docter)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: scenariusz (Josh Cooley, Meg LeFauve, Pete Docter)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: scenografia (Ralph Eggleston)
- Wygrana: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: storyboarding (Tony Rosenast)
- Nominacja: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: animacja postaci (Travis Hathaway)
- Nominacja: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: dubbing (Amy Poehler jako Radość)
- Nominacja: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: efekty animowane (Amit Baadkar, Dave Hale, Vincent Serritella, Paul Mendoza)
- Nominacja: Najlepsze indywidualne osiągnięcie: storyboarding (Domee Shi)
Satelity
- Wygrana: Najlepszy film animowany lub łączący w sobie różne media
- Nominacja: Najlepszy scenariusz oryginalny (Josh Cooley, Meg LeFauve, Pete Docter)
- Nominacja: Najlepszy dźwięk
- Nominacja: Najlepsza muzyka (Michael Giacchino)
- Nominacja: Najlepsze wydanie na Blu-Ray
MTV
- Wygrana: Najlepsza kreacja wirtualna (Amy Poehler)
Amerykańska Gildia Producentów Filmowych
- Wygrana: Najlepszy producent filmu animowanego (Jonas Rivera)
Amerykański Instytut Filmowy
- Nominacja: Oficjalna selekcja do kategorii film roku
Amerykańskie Stowarzyszenie Montażystów
- Najlepszy montaż filmu animowanego (Kevin Nolting)
Bostońskie Stowarzyszenie Krytyków Filmowych
- Wygrana: Najlepszy film animowany
David di Donatello
- Nominacja: Najlepszy film zagraniczny (Pete Docter)
Kids Choice
- Wygrana: Ulubiony dubbing w filmie animowanym (Amy Poehler jako Radość)
- Nominacja: Ulubiony film animowany
National Board of Review
- Wygrana: Najlepszy film animowany
- Nominacja: Najlepsze filmy roku
Robert
- Nominacja: Najlepszy film amerykański
Stowarzyszenie Nowojorskich Krytyków Filmowych
- Wygrana: Najlepszy film animowany
Światowa Akademia Muzyki Filmowej
- Wygrana: Kompozytor roku (Michael Giacchino, także za Jurrasic World, Kraina jutra, Ewolucja planety małp i Jupiter: Intronizacja)
Złote Szpule
- Wygrana: Najlepszy montaż dźwięku w filmie animowanym