本署設置署長一人，綜理署務，並指揮監督所屬員工，副署長三人，襄助署務。
署內設置綜合企劃組、水源經營組、河川海岸組、水利行政組、保育事業組、水文技術組、水利防災組、工程事務組、土地管理組等九組，秘書室、人事室、政風室、主計室、資訊室等五室，主掌其外務與內務工作。
本署之下設三個水資源分署、十個河川分署、臺北水源特定區管理分署、水利規劃分署，並負責全國水利事業之水區保育、治理、管理、調查、試驗、研究及規劃事項。