民国二十七年（公元1938年），扩展为国民政府军事委员会调查统计局，简称军统局。其特工人员分布到国民党的军队、警察、行政机关和交通运输等部门内，进行监视控制。军统局的编制不固定，可随意扩大和变换名称。
1946年6月，军统局的公开特务武装部与国民党原军委会军令部二厅合并为国防部第二厅，原军统秘密核心部分组成国防部保密局，由毛人凤为局长。新中国成立前，撤逃
台湾。
抗日战争后期其主要编组如下：设局长、副局长各一人，均为中将级；其下设二室、八处：秘书室，设主任秘书，少将级，主持军统局日常事务。下设两科（后又扩大为两组，组下设科），分管译电和文书等业务。机要室，设秘书、译电员数人，由局长自己掌握，处理机要文件电报。第一处，掌管军事情报，设军事情报、军运、策反、国际情报、谍报参谋管理五科；第二处，掌管党政情报；设党政、侦防、航检、中共四科；第三处，掌理特务行动，设行动、警稽、司法等科；第四处，掌管通讯、机务、工务、考核四科；第五处，掌管司法，设审讯、管狱两科；第六处，掌管人事，设人事行政、考核、编制三科及卡片室；第七处，掌管经理，设统计、审计、预算、财务四科及出纳股；第八处，掌管总务，设庶务、管理、交通三科。处设处长，为少将级；科设科长为上校级；科员为中校以下军官或佐属。此外，陆续增设的有训练处，掌管数十个特务训练班的训练；警务处，控制与军统有关的警察部门及各地稽察处。抗战胜利时，又设布置处，掌管对日军占领区的特务联系、布置工作。