שר החינוך, גדעון סער, אימץ את המלצת וועדת פרס ישראל בראשותו של חתן פרס נובל, פרופ' דן שכטמן, להעניק את פרס ישראל בתחום חקר הכימיה והפיסיקה תשע"ב, לפרופ' דוד מילשטיין. שר החינוך ברך את פרופ' מישלטיין על זכייתו בפרס.
בנימוקי הועדה ציינו חבריה: "פרס ישראל בתחום חקר הכימיה וחקר הפיזיקה לשנת תשע"ב ניתן לפרופ' דוד מילשטיין. פרופ' דוד מילשטיין פרץ דרכים חדשות לזירוז יצירת תרכובות, פיתח גישות חדשות להפעלת תרכובות אדישות כימית באמצעות חומרים מכילי מתכות והביא להבנה יסודית של קשרים בין מולקולות אורגניות ויוני מתכת".
לדבריהם, "עבודתו הוליכה לתהליכים חדשניים וידידותיים לסביבה. בנוסף פיתח גישה חדשה לפירוק מים למימן וחמצן באמצעות אור שהוא אחת המטרות המדעיות החשובות כיום. בנוסף פיתח שיטה יעילה להפקת דלק מתנולי מפחמן דו חמצני".
בראש ועדת הפרס עמד כאמור זוכה פרס נובל, פרופ' דן שכטמן, ולצדו עמדו החברים - פרופ' רפאל משולם, פרופ' בלהה פישר ופרופ' יגאל תלמי.