Утвержденная 15 августа 1941 года структура центрального аппарата Управления Особых отделов НКВД СССР выглядела так:
Начальник и три заместителя;
Секретариат;
Оперативное отделение (гласный состав);
1-й отдел – центральные органы Красной Армии (Генштаб, военная прокуратура, разведупр);
2-й отдел – ВВС;
3-й отдел – бронетанковые войска, артиллерия;
4-й отдел – основные рода войск;
5-й отдел – интендантская и санитарная служба;
6-й отдел – войска НКВД;
7-й отдел – оперативный розыск, учеты, мобработа;
8-й отдел – шифровальная служба[11].
В августе – декабре 1941 года структура НКВД продолжала меняться и усложняться. В августе у начальника Управления Особых отделов появились еще два заместителя – дивизионный комиссар Федор Яковлевич Тутушкин и майор госбезопасности Николай Алексеевич Осетров, в октябре 1941 года заместителем начальника УОО стал Лаврентий Фомич Цанава.
Всего в августе 1941 года по штатам Управления Особых отделов (вместе со следственной частью, секретариатом, оперативным отделением, административно-хозяйственно-финансовым отделением) числилось 387 человек[12].
После передачи в январе 1942 года 3-го управления НКВМФ в состав УОО был организован 9-й отдел. К июню 1942 года структура УОО имела следующий вид.
Руководство (Виктор Семенович Абакумов, Соломон Рафаилович Мильштейн, Федор Яковлевич Тутушкин, Николай Алексеевич Осетров, Лаврентий Фомич Цанава).
Секретариат (Яков Михайлович Броверман).
Оперативное отделение (Александр Васильевич Миусов).
Следственная часть (Борис Семенович Павловский):
1-е отделение (по шпионажу);
2-е отделение (антисоветские формирования);
3-е отделение (по руководству следственной работой на периферии).
1-й отдел (майор ГБ Иван Иванович Москаленко; Генштаб Красной Армии, штабы фронтов, армий, разведорганы):
1-е отделение (оперативное управление Генштаба РККА, штабы фронтов и армий);
2-е отделение (все управления и отделы Генштаба, узел связи, управление кадров);
3-е отделение (Главное разведывательное управление Генштаба, разведорганы фронтов и армий).
2-й отдел (майор ГБ Александр Алексеевич Авсеевич; обслуживание ВВС, ВДВ и ПВО):
1-е отделение (Штаб ВВС Красной Армии);
2-е отделение (вооружение и тыл ВВС);
3-е отделение (академии ВВС и руководство периферийной работой по частям ВВС);
4-е отделение (ПВО);
5-е отделение (воздушно-десантные войска).
3-й отдел (майор ГБ Вячеслав Павлович Рогов; Главное автобронетанковое управление (ГАБУ), Главное артиллерийское управление (ГАУ) Красной Армии, танковые войска и артиллерия, гвардейские минометные части):
1-е отделение (ГАБТУ Красной Армии, АБТУ фронтов и армий, танковые армии, танковые корпуса и бригады, НИИ танковый полигон);
2-е отделение (Главное управление начальника артиллерии (ГУНАРТ) Красной Армии, Управление гвардейских минометных частей, артиллерийские управления фронтов, артотделы армий, артиллерия Резерва Главного командования, минометные части Красной Армии);
3-е отделение (ГАУ Красной Армии).
4-й отдел (майор ГБ Григорий Самойлович Болотин-Балясный; руководство агентурно-оперативной работой особорганов фронтов по родам войск: пехота, артиллерия, кавалерия, борьба с изменой, дезертирством, самострелами и заградительная служба):
1-е отделение (обслуживало фронты: Карельский, Ленинградский, Волховский, Северо-Западный, Калининский; 7-ю отдельную армию и резервную армию);
2-е отделение (обслуживало фронты: Западный, Брянский, Юго-Западный, Южный и Северо-Кавказский);
3-е отделение (по борьбе с изменой, дезертирством и самострелами, организация заградительной службы);
4-е отделение (редакции военных газет, органы военной прокуратуры, военные трибуналы, Центральный дом Красной Армии (ЦДКА), Дома творчества Красной Армии (ДТКА), ансамбли, оркестры, военные академии).
5-й отдел (майор ГБ Константин Павлович Прохоренко; Главное интендантское управление, Главное санитарное управление, Ветеринарное управление, Главное управление военных сообщений, Главвоенстрой, АХО, Квартирно-эксплуатационное управление, академии):
1-е отделение (Главное интендантское управление, интендантские управления фронтов, интендантские отделы армий, АХО, Управление снабжения горючим, интендантские отделы армий);