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.
Il représente le ministère dans les instances nationales et internationales.
Il exerce les attributions de haut fonctionnaire au développement durable.
Il est responsable des zones fonctionnelles « ressources immobilières » et « archives, bibliothèques-documentation, musées ».
Il peut disposer de directeurs de projets et de chargés de missions.
Il dispose d'un cabinet, d'une chancellerie et d'un pôle informatique :
- le chef de cabinet assure la protection du secret, organise le service du courrier et du secrétariat, répartit les moyens de fonctionnement et les matériels de la direction ;
- la chancellerie assure la gestion de proximité des ressources humaines civiles et militaires de la direction ;
- le pôle informatique apporte son concours aux entités de la direction et assure la gestion informatique de proximité.
Le service historique de la défense, service à compétence nationale, lui est rattaché.