义乌市公安局内设机构分工明确，各司其职，致力于维护社会公共安全和秩序。政治处负责公安队伍的思想政治工作，管理编制、人员和警务活动，包括警察录用、教育培训、表彰奖励等，并确保民警执法权益的维护。监察室（与纪委合署办公）负责队伍建设、行风建设和执法监察，受理群众投诉并处理违规案件，对公安系统进行审计监督。
办公室作为决策支持部门，负责全市公安工作的调研与信息收集，协助会议组织和领导公务活动，负责文件管理和信息传递，以及处理群众来信来访。法制科负责执法规范的制定和案件审核，包括行政、刑事和出入境案件，以及法制宣传教育工作。
出入境管理局主要负责出入境管理，包括签证签发、中国公民出国审批以及涉外宾馆管理和培训。后勤科则负责财务、装备管理、重大活动保障及公安后勤服务。办证中心负责户籍管理、证件办理和人口统计。指挥中心负责110报警指挥系统和治安动态监控，协助处理突发事件。
交通警察大队负责交通秩序和公路治安，包括交通违法查处和公路巡逻。刑事侦查大队负责刑事侦查，打击刑事犯罪并协助外地协作。经济犯罪侦查大队关注经济犯罪，制定预防和打击策略。治安大队管理社会治安，负责集会活动和公共场所秩序维护。
巡逻防控警察大队进行巡逻防范，先期处理各类案（事）件。公共信息网络安全监察大队负责网络安全保护和违法案件查处。禁毒大队负责毒品犯罪的预防、打击和宣传教育工作。