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、水文技術、水源經營、河川海岸、保育事業、工程事務、水利行政、土地管理八組，資訊、秘書、人事、主計、政風五室，及水利防災中心、河川勘測隊，主掌其外務與內務工作。
本署之下設水利規劃試驗所、十個河川局、三個水資源局、臺北水源特定區管理局，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。