贵州省交通运输厅设有多个内设机构，这些机构分工明确，各司其职，确保交通运输工作的高效运行。
首先是办公室（党委办公室），负责日常行政事务，如文电处理、会务组织、机要保密和档案管理，同时承担综合性报告的起草、政务公开、保密、信访等工作，以及交通运输行业的应急处置体系建设指导。
政策法规处主要负责行业法规和规章的起草，行政执法人员的培训考核，以及行政执法、行政复议、行政应诉等事务，同时负责合法性审核、新闻宣传和体制改革指导工作。
综合规划处（交通战备办公室）承担中长期发展规划的编制和监督工作，负责交通基础设施建设和养护的规划审查，以及交通建设项目的行业审查和报批，同时涉及交通战备、环保、外资引进和行业统计等工作。
财务处负责公路、水路行业的投融资政策拟定，专项资金管理，预算编报和财务监督，指导交通运输业的会计核算和管理工作。
基本建设管理处负责基础设施建设的市场监管，制定和监督施工管理规定和技术标准，确保工程质量与安全，还负责工程资格审核和重大项目的设计审查等。
安全监督处负责水上交通安全监管和交通运输企事业单位的安全生产管理，参与事故调查处理，确保行业安全。
科技教育处负责科技、教育、信息化发展规划，推进重大科技项目和技术引进，指导行业信息化、节能减排和质量管理。
审计处负责交通建设项目审计和监督，进行财务收支审计、经济事项专项审计，以及厅管干部经济责任审计，指导内部审计工作。
人事处负责机关及直属单位的机构编制和人事管理，包括专业技术职务评审、出国（境）审查等，还负责统战和社会团体管理工作。
机关党委负责党群工作和目标绩效管理，设有专门的机关党委办公室，而离退休干部工作则由专门的离退休干部处负责，省监察厅在厅内设有监察室，与中共贵州省交通运输厅纪律检查委员会合署办公。
为省人民政府组成部门。