• หน่วยงานในสังกัด ระยะเริ่มต้น

ในระยะเริ่มแรก ของการจัดตั้ง สบร. ประกอบด้วยหน่วยงานเฉพาะด้านทั้งสิ้น 7 หน่วยงาน ได้แก่สำนักงานอุทยานการเรียนรู้ (สอร.)ศูนย์สร้างสรรค์งานออกแบบ (ศสบ.)สถาบันพิพิธภัณฑ์การเรียนรู้แห่งชาติ (สพร.)สถาบันวิทยาการการเรียนรู้ (สวร.)ศูนย์ส่งเสริมผู้มีความสามารถพิเศษแห่งชาติ (สมพช.)ศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ของประเทศไทย (ศลชท.)ศูนย์ส่งเสริมและพัฒนาพลังแผ่นดินเชิงคุณธรรม (ศูนย์คุณธรรม)การควบรวมหน่วยงานเฉพาะด้าน ในปี 2550 มติคณะกรรมการบริหาร สบร. ให้ควบรวม 4 หน่วยงานเฉพาะด้าน เป็น 2 หน่วยงาน โดยควบรวม “ศูนย์ส่งเสริมผู้มีความสามารถพิเศษแห่งชาติ” กับ “สถาบันวิทยาการการเรียนรู้” เป็นสถาบันส่งเสริมอัจฉริยภาพและนวัตกรรมการเรียนรู้ (สสอน.) และ “สถาบันพิพิธภัณฑ์การเรียนรู้แห่งชาติ” กับ “ศูนย์สร้างสรรค์งานออกแบบ” เป็น “สถาบันการเรียนรู้และสร้างสรรค์ (สรส.)” ต่อมาในปี 2551 ยกเลิกการควบรวมศูนย์สร้างสรรค์งานออกแบบ และสถาบันพิพิธภัณฑ์การเรียนรู้แห่งชาติ เป็นหน่วยงานเฉพาะด้าน 2 หน่วยงานเช่นเดิม ตามมติคณะกรรมการฯการปรับโครงสร้าง สบร. เป็นองค์การมหาชนแบบเดี่ยว ในปี 2553 ตามประกาศใช้พระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสำนักงานบริหารและพัฒนาองค์ความรู้ (องค์การมหาชน) ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2553 ปรับหน่วยงานเฉพาะด้านเป็นหน่วยงานภายใน นอกจากนี้ คณะกรรมการฯ มีมติยุบสถาบันส่งเสริมอัจฉริยภาพและนวัตกรรมการเรียนรู้ (สสอน.) และปรับโอนงานการส่งเสริมผู้มีความสามารถพิเศษรวมกับภารกิจของสำนักงานอุทยานการเรียนรู้ และงานการจัดการเรียนรู้ตามหลักการพัฒนาสมอง Brain-based learning รวมกับภารกิจของ สบร. ส่วนกลาง โครงสร้างของ สบร. ประกอบด้วย 5 หน่วยงานภายใน ได้แก่ (1) สำนักงานอุทยานการเรียนรู้ (สอร.) (2) ศูนย์สร้างสรรค์งานออกแบบ (ศสบ.) (3) สถาบันพิพิธภัณฑ์การเรียนรู้แห่งชาติ (สพร.) (4) ศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ของประเทศไทย (ศลชท.) และ (5) ศูนย์ส่งเสริมและพัฒนาพลังแผ่นดินเชิงคุณธรรม (ศูนย์คุณธรรม)สบร. ส่วนกลาง และ หน่วยงานภายใน 3 หน่วยงาน ในปี 2554 หน่วยงานภายใน 2 หน่วยงาน ได้แก่ ศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ของประเทศไทย (ศลชท.) และศูนย์ส่งเสริมและพัฒนาพลังแผ่นดินเชิงคุณธรรม ได้แยกออกเป็นองค์การมหาชนใหม่ ตามพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ (องค์การมหาชน) วันที่ 28 พฤษภาคม 2554 และพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งศูนย์คุณธรรม (องค์การมหาชน) วันที่ 9 มิถุนายน 2554

• เมื่อวันที่ 17 ต.ค. 2550 คุณหญิงทิพาวดี เมฆสวรรค์ รัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ได้ชี้แจงถึงกรณีเข้าร่วมประชุมกับนายอภินันท์ โปษยานนท์ ประธานคณะกรรมการ สำนักงานบริหารและพัฒนาองค์ความรู้ (สบร.) และมีมติให้ ยุบศูนย์สร้างสรรค์งานออกแบบ (TCDC) ไปควบรวมกับ สถาบันพิพิธภัณฑ์การเรียนรู้แห่งชาติ (NDMI) ว่า เป็นนโยบายของตนที่ต้องการปรับการบริหารจัดการหน่วยงานที่อยู่ภายใต้ สบร.ที่มี 7 หน่วยงาน ให้มีประสิทธิภาพและใช้งบประมาณคุ้มค่ามากขึ้นจึงให้นโยบายว่าต้องควบรวมให้เหลือ 4 หน่วยงาน ซึ่งในครั้งนี้ก็ได้มีการควบรวม สถาบันวิทยาการเรียนรู้ (NBL) กับศูนย์ส่งเสริมผู้มีความสามารถพิเศษ (NGT) และต่อไปจะให้ศูนย์คุณธรรมไปสังกัดกระทรวงการพัฒนาสังคมและความมั่นคงของมนุษย์ อีกด้วย [3]
• การปรับปรุงโครงสร้างภายในเหลือ 5 หน่วยงานภายในนั้น ได้ประกาศใช้เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2552
• ต่อมาในปี พ.ศ. 2554 ได้มีการยกฐานะศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ของประเทศไทย จัดตั้งขึ้นเป็นองค์การมหาชนภายใต้การกำกับดูแลของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มีชื่อว่า "ศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ (องค์การมหาชน)"[4] และยกฐานะศูนย์ส่งเสริมและพัฒนาพลังแผ่นดินเชิงคุณธรรม จัดตั้งขึ้นเป็นองค์การมหาชน ภายใต้การกำกับดูแลของกระทรวงวัฒนธรรม มีชื่อว่า "ศูนย์คุณธรรม (องค์การมหาชน)[5]