Theo Quyết định, Sở Y tế là cơ quan chuyên môn thuộc UBND Thành phố, có chức năng tham mưu, giúp UBND Thành phố quản lý nhà nước về lĩnh vực y tế, bao gồm: y tế dự phòng; khám bệnh, chữa bệnh, phục hồi chức năng; giám định y khoa, pháp y, pháp y tâm thần; bà mẹ, trẻ em; dân số; phòng, chống tệ nạn xã hội (không bao gồm cai nghiện ma túy và quản lý sau cai nghiện ma túy); quản lý, sử dụng Quỹ Bảo trợ trẻ em; bảo trợ xã hội; y, dược cổ truyền; dược, mỹ phẩm; an toàn thực phẩm; thiết bị y tế; bảo hiểm y tế theo quy định của pháp luật.
Sở có tư cách pháp nhân, có con dấu và tài khoản riêng theo quy định của pháp luật; chịu sự chỉ đạo, quản lý về tổ chức, biên chế và hoạt động của UBND Thành phố; đồng thời chịu sự chỉ đạo, kiểm tra, hướng dẫn về chuyên môn, nghiệp vụ của Bộ Y tế.
Sở có Giám đốc và các Phó Giám đốc, thực hiện 30 nhóm nhiệm vụ với 08 phòng chuyên môn, nghiệp vụ gồm: Văn phòng, Phòng Kiểm tra lĩnh vực Y tế, Phòng Tổ chức cán bộ, Phòng Kế hoạch - Tài chính, Phòng Nghiệp vụ Y, Phòng Nghiệp vụ Dược, Phòng Quản lý Bảo hiểm y tế và Công nghệ thông tin, Phòng Bảo trợ xã hội; 02 Chi cục: Chi cục An toàn vệ sinh thực phẩm Hà Nội; Chi cục Dân số, Trẻ em và Phòng, chống tệ nạn xã hội. Ngoài ra, Sở có 58 đơn vị gồm: Khối Bệnh viện có 42 đơn vị; Khối Trung tâm chuyên khoa có 05 đơn vị; Khối cơ sở trợ giúp xã hội có 11 đơn vị.
Biên chế công chức, số lượng người làm việc trong đơn vị sự nghiệp công lập thuộc Sở Y tế được giao trên cơ sở vị trí việc làm, gắn với chức năng, nhiệm vụ, phạm vi hoạt động và nằm trong tổng biên chế công chức, biên chế sự nghiệp trong các cơ quan, tổ chức hành chính, đơn vị sự nghiệp công lập của Thành phố được cấp có thẩm quyền giao hoặc phê duyệt.
Căn cứ chức năng, nhiệm vụ, cơ cấu tổ chức và danh mục vị trí việc làm, cơ cấu ngạch công chức, cơ cấu chức danh nghề nghiệp viên chức được cấp có thẩm quyền phê duyệt, hàng năm Sở Y tế xây dựng kế hoạch biên chế công chức, số lượng người làm việc trong các tổ chức hành chính, đơn vị sự nghiệp công lập thuộc Sở trình UBND Thành phố để trình cấp có thẩm quyền xem xét, quyết định theo quy định của pháp luật.