Theo Quyết định, Phó Thủ tướng Chính phủ Trịnh Đình Dũng làm Trưởng Ban Chỉ đạo. Phó Trưởng ban Thường trực là Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Trần Hồng Hà. Thứ trưởng Bộ Kế hoạch và Đầu tư Nguyễn Thế Phương làm Phó Trưởng ban.
Các Ủy viên Ban Chỉ đạo gồm: Thứ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Nguyễn Linh Ngọc; Thứ trưởng Bộ Tài chính Huỳnh Quang Hải; Phó Chủ nhiệm Văn phòng Chính phủ Nguyễn Cao Lục; Tổng Cục trưởng Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam Nguyễn Thành Minh; Phó Trưởng ban Ban Kinh tế Trung ương Ngô Đông Hải; Phó Chủ nhiệm Ủy ban Tài chính - Ngân sách của Quốc hội Bùi Đặng Dũng; Thứ trưởng Bộ Quốc phòng, Trung tướng Lê Chiêm; Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Vũ Văn Tám; Thứ trưởng Bộ Công Thương Cao Quốc Hưng; Thứ trưởng Bộ Giao thông vận tải Nguyễn Văn Công; Thứ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ Phạm Công Tạc; Tổng Giám đốc Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam Nguyễn Vũ Trường Sơn; Trưởng Ban Kinh tế - Tài chính Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Phan Ngọc Minh.
Ban Chỉ đạo có nhiệm vụ giúp Thủ tướng Chính phủ chỉ đạo các bước triển khai cụ thể thực hiện Đề án tổng thể về điều tra cơ bản và quản lý tài nguyên - môi trường biển đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020 (Đề án tổng thể); chỉ đạo sự phối hợp liên ngành giữa các Bộ, ngành và địa phương liên quan cân đối việc sử dụng tổng hợp các nguồn lực trong việc triển khai thực hiện Đề án tổng thể; hướng dẫn, kiểm tra, đôn đốc, chỉ đạo các Bộ, ngành và địa phương liên quan thực hiện Đề án tổng thể; đề xuất những sáng kiến mới, những nội dung mới và tìm nguồn lực nhằm thúc đẩy việc hoàn thành mục tiêu, nội dung của công tác điều tra cơ bản tài nguyên - môi trường biển.
