L’Agence de l’eau Seine-Normandie est organisée en sept secteurs géographiques pour agir au plus près des usagers de l’eau.  Des ingénieurs spécialisés par branche d'activité sont présents sur tout le bassin pour apporter aux collectivités, aux industriels et aux agriculteurs, le soutien technique et financier adéquat. De plus, un service Littoral et Mer s'occupe des problématiques du littoral normand.

Depuis 2002, une commission géographique est mise en place dans chaque secteur. Leur composition s’inspire de celle du Comité de bassin, avec une représentation renforcée des usagers, dont le milieu associatif. Ces commissions permettent l’échange et la concertation au niveau local pour préparer l’avenir au plus près des réalités, avec comme priorité le bon état écologique des eaux en 2015.

Le siège et les directions techniques

Le siège administratif de l'Agence de l'eau se trouve à Nanterre. Les directions techniques coordonnent les grands champs d'intervention de l'Agence : la stratégie et la programmation financière, la lutte contre les pollutions d'origine industrielle et domestique, la préservation des milieux naturels, la lutte contre les pollutions diffuses d'origine agricole.

L'Agence de l'eau assure le secrétariat du Comité de bassin.