Según rezan los estatutos, el Patronato tiene un presidente y un vicepresidente que son elegidos por el Pleno del mismo entre los vocales designados por el titular de Cultura. Asimismo forman parte del Patronato, los vocales natos (la directora general de Bellas Artes y Bienes Culturales, el director del Museo Reina Sofía, un representante del Ministerio de Economía y Hacienda, el presidente de la Asociación de Amigos del Museo, el presidente del Real Patronato del Museo Nacional del Prado, la subdirectora de Conservación, Investigación y Difusión del Museo Reina Sofía y el gerente de esta institución).

Los vocales por designación son nombrados y separados de su cargo por el titular de Cultura y despeñan sus funciones por un período de hasta seis años, a contar desde la fecha de sus respectivos nombramientos. Por expreso deseo de la ministra de Cultura, Pilar Citoler seguirá formando parte del Patronato del Museo en calidad de vocal.