1937年，蒋介石为了糅合复兴社特务处和国民党中组部调查处两个特务组织的内在矛盾，成立“军事委员会调查统计局”，陈立夫当局长。把原国民党中央组织部调查处编为第一处，徐恩曾为处长，原中华复兴社特务处编为第二处，戴笠为处长。

1938年，蒋介石把军事委员会调查统计局的第一处扩编为国民党中央党部调查统计局，简称中统局，原第一处处长徐恩曾升任局长。把军事委员会调查统计局第二处扩编为军事委员会调查统计局，简称军统局。由军事委员会委员长侍从室主任贺耀祖兼任局长，原任该局第二处处长戴笠升为副局长。实际上由戴笠负责。设在四川省重庆市中二路的罗家湾。1946年戴笠死后，由郑介民任局长。

1938年军统局在武汉刚成立时的组织机构和人事安排如下：

局长贺耀祖；副局长戴笠；主任秘书郑介民；秘书毛人凤、陈世贤、刘启瑞、曾坚、谷兆芬。第一科科长何芝园，主管情报。第二科科长徐业道，主管行动。第三科科长余铎，主管司法。第四科科长魏大铭，主管电讯。总务科长杨继荣。人事股长李肖白。警卫组长张业。会计徐人骥、林尧民。出纳张兖甫、毛忠亮。当时每月经费约5万元左右，但不久这些科又都扩编成处，各处的组织、人事又有变动。

局本部机构在不同时期稍有变化，内勤组织最庞大的时候有按番号数字排列的八个处和几个不用数字的处，与十来个和处一样的室，还有些比处略小的区和组，以及委员会等机构。全部工作人员最盛时达1500余人。

第一处（军事情报处，简称军事处）：处长鲍志鸿。主管搜集军事情报和扩大军统武装力量。下设军事情报科、军运科、策反科，以及主管派在各部队担任谍报参谋工作的谍参科。

第二处（党政情报处，也称政治处）：处长王新衡。主管政治斗争，负责镇压人民革命运动。下设中共科，叶翔之兼任科长。设党政科，王方南任科长，负责搜集各民主党派的情报，派员监视各党派人员的活动。设国际科，负责对外侨和回国华侨的调查、监视与接待工作，以及搜集日汪有关情报等。还有侦防科、航检科等。

第三处（行动处）：处长先是徐业道，1942年是阮清源，1944年是沈维翰，1945年是程一鸣。下设行动、警稽等科。主要任务是根据一、二处提供的情报，执行暗杀、密捕等任务。

第四处（电讯处）：处长魏大铭。主管军统电讯工作。设有技术研究室，专门研究有关特务技术。

第五处（司法处）：下设审讯科、狱管科。

第六处（人事处）：处长先是李肖白，后是龚仙舫。下设人事行政科、考铨科、福利科、卡片室。主管人事、组织工作。

第七处（经理处）：处长徐人骥，副处长郭旭。下设综计、审计、预算、财务等科及现金出纳股。负责向军需处领钱。

第八处（总务处）：处长原为杨隆祜，后为郭斌，1943年是沈醉。下设庶务、管理、交通三科，并领导汽车大队、电话队、农场、官兵消费合作社。

另有训练处：处长郑锡麟。主管军统几十个训练班的训练工作，并主编军统局出版的《家风》月刊，及领导各大专学校内的职业特务学生，和一个从华北撤退到四川的、专在大专学校中作特务活动的“抗日锄奸团”。

1945年又增加一个布置处，专主管对沦陷区的布置工作。

1941年设上海区；1942年设海外区，区长黄天迈；1943年设华北区，区长马汉三。各区区长主管人事、经费、电台、译电、情报和行动，权力很大，是局本部的特殊组织。

秘书室：主任秘书郑介民，实际负责人是代主任秘书毛人凤，副主任秘书张严佛（张毅夫）协助处理事务方面工作。是局本部的总办公厅。

甲室：是跟随戴笠身边办公的几个秘书、译电员组成，专处理戴笠交办和戴笠直接指挥内外勤单位与公开特务单位等方面工作。1944年以后甲室缩小，只剩两三个秘书随在他身边，帮他清查公文，保管重要文件、摘由及登记手令和私人来往信件。

稽核室：主任张冠夫，负责经费审查。

督察室：主任先后是郭寿华、廖华平。主管内部人员及公开单位特务的督察考核工作。该室内还特设有一个直属股（原叫防奸股），专门监视在军统内的中共叛徒，并防范中共派人打入军统活动。

机要室：军统女少将姜毅英任主任。

特种政治问题研究室：张国焘主持。负责对中共组织内部进行打入拉出的阴谋活动。

特种技术研究室：专门研究杀人放火和破坏等方面的技术工作，由曾任巩县兵工厂厂长多年的刘绍复主持

缮写室：主任周建国。主管来往文书的缮写工作。

经济研究室：主任王抚洲，秘书邓葆光。主要负责对日经济作战，防止战略物资流入敌区和抢购敌区物资等，抗战后专门搞经济情报和对延安边区搞经济封锁与研究有关破坏和扰乱解放区经济方面的一些问题。

医务室：专门诊治局本部人员的疾病。

中山室：辖有四一图书馆和一个健乐股。健乐股主管文娱活动。

设计委员会：主任委员刘启瑞。委员们挂名不做事，类似参议和参事。

策反委员会：毛人凤兼主委，专门搞对伪军及各地人民游击武装的策反活动。

惩戒委员会：专为惩戒军统特务贪污案件的。

考核委员会：专为每年年终特务们的考绩而设。因为1942年以后，各级军统特务都正式定了军阶，每年要按年资进行一次考绩，以决定升迁，内勤还要报铨叙厅任官任职。

财产清理委员会：专门清理抗战胜利后军统劫收的财产和历年来强征硬夺来的财产，以及由美帝送给军统的财产。

属于军统局内勤单位直接领导的附设机构，有特务总队、集中营、特别侦察组、外事侦察组等。

特务总队：也曾用过军委会特务第五团和军委会水陆交通统一检查处第二巡查总队等名称。它是专门担任军统内部、中美特种技术合作所和军统有关单位的武装警卫与便衣警卫工作，以及在各个集中营担任看守和充当杀人的刽子手等。先后担任过总队长、团长的人，有张业、王兆槐、杨清植、张辅邦、王春辉、周文新等人。这个总队一直设在重庆林森路望龙门两湖会馆内。它有三个武装大队，一个便衣中队和一个看守所。这个总队内部的组织，除和其它团队一样，有书记、副官、军需等室外，还有一个行动组，是专门搞逮捕和用刑等工作的。这个看守所也是设在两湖会馆里面，由行动组（组长程永铭）负责，是临时囚禁革命人士与军统特务用的地方。军统特务一般称这个看守所为“小学”，因为戴笠把被禁闭的特务算作“修养人”，先经过这所小学，才进到中学和大学里去长期修养。

集中营：有设在重庆瓷器口小歌乐山北面的白公馆看守所（特务称为“中学”）和设在贵州息烽县阳朗坝地方的息烽监狱（军统特务称为“大学”）。另外还有渣滓洞集中营、西北看守所等。

军统特务系统的特务种类主要有秘密特务、武装特务、公开特务。

秘密特务：搜集情报的直属情报员、直属通讯员、情报员、义务情报员、运用情报员，搞行动破坏的行动员、运用行动员，搞交通联络和电讯的联络员、报务员、电讯监察员、电讯侦测员、密电码破译员。

武装特务：抗日战争时期称为:忠义救国军、别动军；国民党逃往台外后，保密局和情报局把武装特务改为：反共救国军。

公开特务：是以警察名义和其他公开名义为掩护，如警察局、交通警察总局、各警备总司令部稽查处，各绥靖公署第二处，各驻外使馆武官，三军的联络参谋等等。