Die DMV ist schlank aufgestellt und effizient organisiert. Eine kleine Geschäftsstelle in Berlin verwaltet die Mitglieder und Mitgliedsbeiträge. Das Präsidium setzt sich überwiegend aus Hochschullehrern zusammen, die alle ehrenamtlich für die DMV tätig sind. Jedes Präsidiumsmitglied fungiert als Beauftragte(r) für einen bestimmten Aufgabenbereich.

Den Vorstand bilden der jeweils amtierende Präsident, der Vizepräsident, der Schatzmeister, der Schriftführer und der Herausgeber der Mitteilungen der DMV. In die Fläche wirkt die DMV über ihre lokalen Ansprechpartner: Das sind Hochschullehrer(innen) an (fast) jeder Hochschule in Deutschland. Sie informieren vor Ort über die Aktivitäten der DMV und werben neue Mitglieder.

Mathematikerinnen und Mathematiker mit spezieller fachlicher Ausrichtung können sich innerhalb der DMV zu einer Fachgruppe zusammenschließen. Das DMV-Netzwerkbüro in Berlin kümmert sich um die Schulprojekte der DMV, das Medienbüro um die Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.