Le chef du service assure la direction scientifique, technique et administrative du service. Il propose au directeur de l'eau, après consultation du conseil d'orientation, le programme d'activités du service, qu'il met en oeuvre, après validation, dans le cadre de ses missions. Il tient le directeur de l'eau régulièrement informé de ses activités et lui transmet chaque année un rapport d'activités. Il veille, en associant en tant que de besoin des experts extérieurs, à la mise en oeuvre ainsi qu'au fonctionnement d'un dispositif d'évaluation de la qualité technique et scientifique des travaux du service.
Il contribue, en tant que représentant du directeur de l'eau, aux actions de communication sur les événements hydrologiques en cours, en privilégiant une vision globale et synthétique en complément des services de prévision des crues et en liaison avec les centres interrégionaux de Météo-France concernés.