La DAEI est structurée en trois départements, dont les activités se complètent en raison de la transversalité nécessaire pour mettre en place des réponses complètes aux problématiques soulevées par l'ESRI à l'international. Le délégué pour les affaires européennes et internationales, Denis Despréaux, est épaulé par deux adjointes au portefeuille thématique, Rozenn Saunier pour la recherche et l'innovation et Sandrine Crouzet pour l'enseignement supérieur.
L'Union européenne constitue le premier espace géographique de coopération scientifique et universitaire pour la France. Cela explique que deux des trois départements de la délégation ont des missions étroitement liées à l'Europe communautaire.
- Le département B1, dirigé par Siegfried Martin-Diaz, est essentiellement dédié au suivi des politiques européennes et à la consolidation des espaces européens de la recherche et de l'innovation et de l'espace européen de l'enseignement supérieur, y compris dans leur dimension internationale.
Ce département contribue aussi au dialogue pour le renforcement de la cohérence et de la cohésion européenne au-delà des programmes et instruments communautaires, dans le cadre du processus de Bologne. Enfin, il participe aux travaux relatifs à l'enseignement supérieur, à la recherche et à l'innovation menés par les organisations internationales (UNESCO, OCDE, Conseil de l'Europe). A ce titre, le département B1 est amené à jouer un rôle d'accompagnement pour les établissements d'enseignement supérieur sur les grands dossiers européens, notamment les universités européennes ; il peut également les consulter, par voie électronique ou par le biais du groupe transversal sur l'espace européen de l'enseignement supérieur (GT3ES) afin d'élaborer avec eux une position française qui sera portée en interministériel puis à Bruxelles. - Le département B2, sous la direction d'Ella Bouquet, œuvre pour conforter la participation des opérateurs français aux programmes communautaires, notamment ceux de R&I. Il organise et anime, pour les opérateurs publics et privés français, des réseaux qui ont pour vocation de tisser les liens entre ces opérateurs et les instances européennes en charge de ces programmes. Il est notamment en charge du plan d'action pour la participation française à l'Europe (PAPFE), qui vise accroître la participation française au Programme-cadre de Recherche et d'Innovation.
- Le département B3, sous la direction de Joaquim Nassar, est en charge de la coopération bilatérale, guidée par les objectifs fixés par le Président de la République (doublement des effectifs de mobilité internationale, diplomatie académique, influence et diffusion du modèle humaniste français).
- La préparation, l'organisation et le suivi des rencontres intergouvernementales (notamment les comités mixtes pour la science et la technologie - comix) ou l'animation des programmes bilatéraux (en particuliers les Partenariats Hubert Curien - PHC) constituent deux volets récurrents de l'activité du département. Des binômes de chargés de missions géographiques ont comme responsabilité de coordonner les interactions avec les quatre grandes zones géographiques (Europe/Russie, Afrique/Moyen-Orient, Asie-Océanie et Amériques). Ils travaillent en lien étroit avec les établissements et les autres services de l'État, notamment la Direction générale de la mondialisation du Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères.