大连理工大学研究生院设有多个学部和学院，涵盖了广泛的学科领域。其中包括:
机械与材料能源学部拥有机械工程学院、材料科学与工程学院和能源与动力学院。
物理与光电工程学院专注于物理学和相关技术。
数学科学学院致力于数学教育和研究。
经济系涵盖了经济学的教学和研究。
建设工程学部设有土木工程学院、水利工程学院和交通运输学院。
电信与电工学部包括电气工程学院、电子科学与技术学院、信息与通信工程学院、控制科学与工程学院和计算机科学与技术学院，以及生物医学工程系。
国家示范性软件学院设有软件工程系、嵌入式系统工程系、网络工程、服务科学与工程和数字媒体系。
管理学院包括信息管理系、企业管理系、人力资源管理系。
人文社会科学学院: 包括新闻与传播学系、中文系、公共管理系、法律系和哲学系。
建筑与艺术学院则有建筑系和艺术系。
创新实验学院为学生提供实践与创新的平台。
体育教育部关注体育教育。
国际文化交流学院致力于跨文化交流。
国防教育学院侧重于国防教育。
城市学院专注于城市研究和管理。
继续教育学院提供终身学习机会。
此外，还有航空航天学院和马克思主义学院，为学生提供专业深入的学习和研究。
大连理工大学研究生院成立于1986年，是我国首批设立的33个研究生院之一。该院共有工作人员28人（含挂职干部5人），下设管理处、培养处、学科建设办公室和专业学位办公室。管理处主要负责研究生的招生、分配、日常管理与政治思想教育；培养处主要负责研究生学籍、课程设置与教务、教材建设、论文答辩、学位授予；学科办主要负责学校的学科建设项目、"211工程"建设、学科授权点的申报与评估、研究生导师的增选；专业学位办公室主要负责专业学位研究生的招生、培养及同等学力、非学历申请研究生工等。