综合处：全面负责所行政办公、计划经营、财务、人事、科技外事、党政、共青团、工会、信访等综合管理工作。

规划与法规研究中心：开展流域内水资源保护法规、政策、规程规范与技术标准研究;流域内水功能区划和水资源保护规划的研究与编制;流域水资源与水环境承载能力、点源与非点源集成模拟、污染物总量控制等基础研究;流域内大中型水利水电工程前期的生态环境影响等基础研究。

环境水利研究中心：开展水利水电工程环境影响评估与水土保持技术研究;水利水电工程及其他建设项目各阶段中环境保护规划、环境影响评价、环境保护设计、水土保持方案、水资源论证等咨询设计工作;区域规划及战略环境影响评价。

水生态环境研究中心：开展流域内江河湖库水生态保护与恢复技术研究;国家重大科研项目的基础性研究;水体富营养化控制及治理技术研究;湿地生态系统保护研究;水污染治理与污水资源化技术研究;水文及水质模型开发研究;跨流域水生态环境问题研究。

水资源保护工程技术研究中心：开展水利水电工程环境监理、水土保持监理;水利水电工程竣工环保与水保验收报告编制;水资源保护工程、生态修复与景观建设工程;其他污染控制及环境整治工程等技术研究。

科技公司：1991年成立，为长江水资源保护科学研究所下属企业，主要开展建设项目环评、水土保持方案编制、环境保护监理、生态保护调查等业务。下设武汉长护源环保科技有限公司及武汉市天彩印务有限责任公司。