La sous-direction "opérations" fait procéder en tout temps et en tout lieu à l'approvisionnement en produits et matériels pétroliers relevant de la compétence du service des essences des armées ; elle est responsable de l'emploi de l'ensemble des moyens du service.
           A ce titre, la sous-direction "opérations" :
           - rédige les directives relevant de son domaine d'attribution et en suit l'exécution ;
           - élabore des plans de reprise d'activité et de continuité d'activité nécessaires à l'exécution de ses missions ;
           - exprime les besoins en matière de systèmes d'information et de communication ;
           - sur toute question nécessitant une expertise technique pétrolière, conseille les autorités civiles et militaires du ministère ainsi que les autorités civiles de l'Etat dans le cadre de leurs attributions de défense ;
           - coordonne, dans son domaine d'expertise, la représentation du ministère auprès des autres ministères ainsi que d'autres organismes publics ou privés, étrangers ou internationaux ;
           - participe à l'évolution de la réglementation technique pétrolière et assiste, pour son application, les armées ou tout autre organisme relevant du ministre de la défense. Elle est responsable, dans ce domaine, de la rédaction des instructions et des directives et s'assure de leur exécution.
           1° Au titre du soutien opérationnel et des relations internationales, la sous-direction "opérations" :
           a) Participe aux travaux de définition des concepts d'emploi des forces dans le domaine du soutien pétrolier et établit, en cohérence avec la doctrine interarmées, la doctrine d'emploi du service des essences des armées ;
           b) Assure la conduite du soutien pétrolier des opérations selon les modalités arrêtées par le centre de planification et de conduite des opérations. A ce titre, elle participe à la planification de ce soutien ;
           c) Participe à l'élaboration des contrats opérationnels fixés au service et élabore les directives générales relatives à la préparation et à la mise en condition d'emploi de son personnel ;
           d) Est chargée des affaires relatives à la protection des installations, des moyens et des activités du service ;
e) Assure des missions d'expertise dans le domaine de la politique  énergétique en relation avec la direction générale des relations  internationales et de la stratégie.
           2° Au titre de l'exploitation pétrolière, la sous-direction "opérations" :
           a) Elabore, en liaison avec la sous-direction "achats - finances", la politique d'achat et de stockage des produits pétroliers ainsi que la politique d'acquisition des matériels pétroliers, et les met en œuvre ;
           b) Elabore la politique des études à conduire sur les caractéristiques techniques des produits pétroliers et est responsable des contrôles de la qualité de ces produits ;
           c) Exprime le besoin en matière d'approvisionnement en produits pétroliers ainsi qu'en matière d'acquisition des matériels pétroliers. Elle participe au suivi de l'exécution des marchés et contrats afférents ;
           3° Au titre des équipements, la sous-direction "opérations" :
           a) Mène les études portant sur les caractéristiques techniques des matériels pétroliers en cohérence avec la gouvernance des opérations d'armement. Elle assure les contrôles de qualité de ces matériels. Elle est chargée de la gestion, du maintien en condition et du renouvellement du matériel pétrolier des armées ;
           b) Participe à la définition des missions et des équipements des armées dans le domaine du soutien pétrolier ;
           4° Au titre de la fonction immobilière, la sous-direction "opérations" :
           a) Prépare la programmation des investissements du service, participe à la préparation de son budget et en suit l'exécution. Elle est chargée du maintien en condition et du renouvellement du patrimoine immobilier du service ;
           b) Assure une veille réglementaire et la mise en œuvre d'actions concourant à la protection de l'environnement et à la prévention des risques technologiques.