7 ноября 2005 г. имя Харламова увековечено в Зале хоккейной славы в Торонто. Вместе с Владиславом Третьяком они стали единственными хоккеистами, кто был удостоен этой чести и при этом никогда не играл в НХЛ.
В сборной России и ЦСКА навечно закреплен № 17. Более никто не может выступать в ее составе под этим номером. Исключение составил только сын Валерия Харламова, Александр.