Цялостната дейност на дружеството се ръководи от Съвета на директорите и избран от Съвета на директорите Изпълнителен директор в съответствие с Устава на дружеството, правилници и действащи нормативни документи. Членовете на Съвета на директорите се избират от Столичен общински съвет.
Дружеството развива своята дейност чрез утвърдените от Съвета на директорите структурни единици - управления, служби, отдели, сектори и др., които се ръководят от назначени от Изпълнителния директор лица. Структурата на дружеството онагледява връзките и взаимодействията между отделните структурни звена.

Експлоатационното управление осъществява цялата експлоатационна дейност на завършените участъци от метрото, в т. ч.: превоз на пътници; поддръжка на машините и съоръженията; на системите за управление и функциониране на метрото и Централен диспечерски пункт (ЦДП); ремонт и поддръжка на вагонния парк в депото. Тази дейност се осъществява от шест служби: „Движение”; „Електроснабдяване”; „Автоматика и телемеханика за движение на влаковете и съобщителни връзки”; „Електромеханика”; „Железен път и инженерни съоръжения”; Депо „Обеля”. Към управлението има три самостоятелни отдела – отдел „Безопасност”, отдел „Технически” и отдел ”МТС”.

Дейността на службите в Управление „Експлоатация”
Служба „Движение” организира превоза на пътниците и управлява пряко движението на влаковете чрез влакови диспечери от Централен диспечерски пункт (ЦДП) и командни пунктове на станциите. Осигурява достъпа на пътници в метростанциите и поддържа представителните части. Изготвя и контролира изпълнението на графика за движение на влаковете.
Депо „Обеля” осигурява графика за движение на влаковете с метросъстави и машинисти. Поддържа подвижния състав на метрополитена. Извършва технически прегледи, планови ремонти и ремонти по необходимост на влаковете. Изготвя графици за работа на машинистите, инструкторите и ремонтния персонал, и организира тяхната работа.
Служба „Електроснабдяване”. Ремонтните бригади и аварийните групи на тази служба експлоатират, поддържат и ремонтират съоръженията за електроснабдяване на метрото – тягово-понизителни станции (ТПС), кабелни линии, захранване на контактната мрежа, настройки, блокировки и сигнализации на ел. съоръженията по станциите и тунелите. Тя управлява и съоръженията на енергетиката от ЦДП чрез електродиспечер. Към службата функционира лицензирана вътрешно ведомствена измервателна лаборатория.
Служба „Автоматика и телемеханика за движение на влаковете и съобщителни връзки”. Службата отговаря за поддържането в технически изправно състояние на устройствата за: автоматика и телемеханика за движение на влаковете, автоблокировка (АБ), автоматично регулиране на скоростта (АРС), автоматична локомотивна сигнализация (АЛС); кабелните съобщителни връзки; радиовръзките; видеонаблюдение и запис; система СОТ; часовници за реално време и интервални часовници; пожароизвестителната сигнализация; устройствата за допуск /билетна система/; цифрова автоматична телефонна централа (ЦУАТЦ); тарифираща програма; контролна звукозаписваща система (КЗЗС); SCADA система за управление движението на влаковете, система за управление на енергозахранването, система за местно управление и конферентна система за диспечерски връзки, в съответствие с Правилника за техническа експлоатация.
Служба „Железен път и инженерни съоръжения” поддържа и ремонтира целия железен път и контактната релса на метрото, включително и коловозното развитие в депо „Обеля”, главните пътища по трасето и пунктовете за оборот на съставите. Извършва ремонтни работи по строителните съоръжения на метрото - в тунелите, в представителните части на метростанциите и служебни помещения.
Служба „Електромеханика” осигурява здравословна и безопасна среда за пътниците и работещите в метрото, като поддържа и ремонтира: съоръженията по част В и К, в т. ч. помпени станции и санитарни възли; съоръженията по част ОВК, в т. ч. тунелна и местна вентилация, абонатни станции, водогрейни котли, климатици; ескалатори и асансьори; специалните съоръжения на метрото за действия при бедствия и аварии.
Отдел „Безопасност” осъществява контрол за изпълнение изискванията на „Правилник за техническа експлоатация на Метрополитена” и Инструкциите към него, разследване на случаите на нарушение на безопасността на движение на влаковете и маневрената работа, организация на дейностите по проверка знанията на персонала, метрологичното осигуряване на средствата за измерване и необходимите процеси за функциониране на Системата за управление на качеството в дружеството. Към отдела има също и сектор „Безопасност, здраве и условия на труд” и звено „Служба по трудова медицина и предпътни прегледи”, извършващи наблюдение, анализ и оценка на здравословното състояние във връзка с условията на труд на персонала и пригодността на работещите да изпълняват даден вид работа.

Управление „Инвестиционна дейност”: То осъществява инвеститорски контрол по проектирането и строителството на новоизграждащите се участъци на метрото и доставка на специфично оборудване. Състои се от тясно специализирани обектови инвеститори по архитектурно-строителна част и експерти по системи за управление и функциониране на метрото. Към Управлението има производствен отдел за контрол на СМР, ценообразуването и спазването на тръжните условия; Склад на Инвеститора за съхранение на доставяното оборудване и резервните части към него.

Към дружеството има Отдел „Обществени поръчки”, който със съдействието на техническите специалисти от двете управления, изготвя тръжните документации за възлагане на проектирането, строителството и доставката на оборудване. Отделът организира целия процес на провеждане на тръжните процедури по Закона за обществени поръчки (ЗОП).