Le directeur des patrimoines, de la mémoire et des archives est assisté d'adjoints, dont l'un est chef de service, qui le remplacent en cas d'absence ou d'empêchement.
Il assure le secrétariat permanent du Haut Conseil de la mémoire combattante et représente le ministère de la défense dans les instances archivistiques nationales et internationales.
Il exerce les attributions de haut fonctionnaire au développement durable.
Il peut disposer de directeurs de projets et de chargés de missions.
Il dispose d'un chef de cabinet et d'une chancellerie :
― son chef de cabinet assure la protection du secret et organise le service du courrier ainsi que la répartition des moyens de fonctionnement et des matériels de la direction ;
― la chancellerie assure la gestion de proximité des ressources humaines civiles et militaires de la direction.
Le service historique de la défense, service à compétence nationale, lui est rattaché.