O álbum rapidamente se tornou um fenómeno, alcançando o primeiro lugar em doze países e vendendo milhões de cópias. Dele emergiram singles que ressoaram profundamente, como "In My Place", que foi a primeira canção gravada e a que impulsionou a banda a seguir em frente após um período de incerteza, "The Scientist", "Clocks" e "God Put a Smile Upon Your Face". A composição de "Politik", por exemplo, foi marcada pela comoção dos atentados de 11 de setembro de 2001; Chris Martin escreveu-a e eles gravaram a peça apenas dois dias depois, refletindo a confusão e o medo do momento. Quanto a "Clocks", surgiu de um riff de piano que Martin compôs numa noite, e embora inicialmente pensassem em guardá-lo para um trabalho futuro, decidiram finalmente incluí-lo após a insistência da sua equipa.
A Rush of Blood to the Head não foi apenas um sucesso comercial, mas também recebeu um grande reconhecimento por parte da crítica. A banda ganhou três prémios Grammy na 45ª cerimónia, incluindo o de Melhor Álbum Alternativo. Mais tarde, na 46ª cerimónia, "Clocks" levou o prémio de Gravação do Ano. O álbum foi incluído em listas importantes, como a dos 200 Álbuns Definitivos do Rock and Roll Hall of Fame em 2007, e foi reconhecido como um dos melhores álbuns britânicos das últimas três décadas nos Brit Awards de 2010. Até a sua icónica capa, criada com uma técnica de escaneamento tridimensional, foi comemorada numa série de selos postais britânicos.