De dagelijkse leiding van de dienst was in handen van de Hoofdingenieur-directeur (HID.). Deze werd bijgestaan door een plaatsvervanger. Zoals aan het begin al aangegeven begon de dienst in 1876 met 1 man en bestond in 1945 uit 13 man. In 1950 waren 41, in 1960 al 121 man in dienst. Van 1970 tot en met 1986 groeide de dienst verder van 217 tot 247 man in het laatstgenoemde jaar om in 1987 te eindigen met 183. Traditioneel waren er een ¿natte¿ en een ¿droge¿ afdeling bij een provinciale waterstaatsdienst. De dienst was een typische ¿doe¿ dienst hoewel sinds de jaren zeventig de papierstroom ook steeds groter was geworden, zeker in samenhang met nieuwe taken zoals milieu en recreatie.
Op 1 januari 1970 bestond de organisatie uit de hoofdafdeling wegen c.a., de hoofdafdeling waterhuishouding en de stafafdelingen administratie en landmeetkundige dienst.
De Hoofdafdeling Wegen c.a. bestond uit een aantal districten ¿droog¿ (zuid, midden, noordwest en noordoost), bruggen en materialenonderzoek, wegendocumentatie, wegenplanning en grondverwerving, verkeersonderzoek c.a. en (een deel van) de tekenkamer. De Hoofdafdeling Waterhuishouding bestond uit de ¿natte¿ districten (zuidoost, zuidwest, noord + vast vuil en overig Drenthe), kanalendistricten (I Hoogeveensche Vaart, II Verlengde Hoogeveensche Vaart en Stieltjeskanaal, III Oranjekanaal en grondwateronderzoek), sluizen, stuwen en bruggen c.a., ruilverkaveling, ontgronding en vervening, kwaliteitsbeheersing oppervlaktewater, rioleringen en luchtverontreiniging en (een deel van ) de afdeling tekenkamer die dus met de andere hoofdafdeling gedeeld moest worden. De stafafdeling Landmeetkundige Dienst bestond uit een binnendienst en een buitendienst. De stafafdeling administratie bestond uit de bureaus financiën, algemene zaken en personeelszaken, registratuur en typekamer. De H.I.D. had de beschikking over een directiesecretariaat.

In 1976 waren er dezelfde hoofdafdelingen en stafafdelingen. De Hoofdafdeling Droog is dan onderverdeeld in Grondzaken, Districten, Verkeersplanologie en techniek en Nieuwe werken. De Hoofdafdeling Nat is onderverdeeld in Onderhoud en beheer kanalen, Waterhuishouding, Hydrologie, Milieu, Ruilverkaveling, ontgronding en vervening en Nieuwe werken kanalen. De tekenkamer werd nog steeds gedeeld.

Naast het kantoor in Assen waren er een aantal vestigingen in de provincie. Deze dienden het beheer en onderhoud van de wegen en kanalen die bij de provincie in eigendom zijn. Deze zogenoemde regionale steunpunten zijn (1987), voor de wegen, te vinden in Kloosterveen (bij Assen), Rolde, Nieuw-Buinen, Zweeloo, Coevorden, Beilen, Weerwille en Pijlebrug en voor de kanalen in Hoogeveen, Nieuw-Amsterdam en Schoonoord.
In 1957 werd besloten tot de inrichting van een permanent (wegenbouw)laboratorium. Dit eerste laboratorium was gevestigd in een opkamer van het provinciehuis grenzend aan de Kloosterstraat. Met name asfalt en zand werden onderzocht. In 1972 werd een deel van het laboratorium overgebracht naar het pand Brinkstraat 37. Bij de bouw van het nieuwe provinciehuis werd duidelijk dat ook de Keuringsdienst van Waren een nieuw laboratorium nodig had. Dit resulteerde in de bouw van een Centraal Provinciaal Laboratorium op een steenworp afstand van het provinciehuis. In dit gebouw werden de laboratoria van Provinciale Waterstaat van Drenthe, de Keuringsdienst van Waren en van de Planologische Dienst ondergebracht.

Sinds 1982 werd er gewerkt aan een nieuwe organisatie. Dit resulteerde in 1985 in een voorstel (PW¿85) aan het College van Gedeputeerde Staten van Drenthe. Door de leeftijdsopbouw in de top van de dienst zou deze verandering mede noodzakelijk zijn. Het concept organisatieschema voorzag in de afdelingen Civiele techniek, Planning en verkeer, Milieu, Water en Administratie. In 1985 besloot het College van Gedeputeerde Staten van Drenthe tot een meer samenhangende clustering van en opdeling in werkvelden. Als gevolg van deze APO (Aanpassing Provinciale Organisatie) besloten de Provinciale Staten van Drenthe op 15 april 1987 tot beëindiging van het oude griffie-dienstenmodel. Dit betekende het einde van de Provinciale Waterstaat van Drenthe. Het in PW¿85 neergelegde organisatiemodel werd geïntegreerd in de APO. Ingevoerd werden de diensten Ruimte en groen, Water en milieuhygiëne, Verkeer en waterstaat en Welzijn, economie en bestuurlijke zaken. Daarnaast waren er nog stafafdelingen voor onder andere Personeelszaken en Financiën. De taken van de dienst werden toegewezen aan de nieuwe diensten Verkeer en waterstaat en Water en milieuhygiëne.
De nieuwe diensten begonnen per 1 november van dat jaar. De nieuwe directeuren en afdelingshoofden werden benoemd. De herbenoeming en herplaatsing van het overige personeel lukte niet meer in dat jaar maar kreeg zijn beslag in 1988. De heer ir. B. Volbeda nam als laatste hoofdingenieur-directeur afscheid op 17 december van de 111 jaar oude Provinciale Waterstaat van Drenthe *  .