Klinikken har disse avdelingene:
Akuttmedisinsk fagavdeling
Avdelingen ivaretar det medisinske ansvaret for luftambulansens virksomhet i Trondheim, og er ansvarlig for å bemanne luftambulansen med leger.
Avdelingen har det medisinsk faglige ansvaret ved akuttmottaket.
Ambulansetjenesten i Sør-Trøndelag
Ambulansetjenesten er en integrert del av spesialisthelsetjenesten på sykehuset og har ansvar drift av ambulansetjenesten i Sør-Trøndelag
Fellesfunksjonen Ambulansetjenesten i Midt-Norge
har som hovedoppgave å å fortsette videreutvikling av prehospital tjeneste (spesielt ambulansetjenesten) i fellesskap for å sikre lik kvalitet på og samme tilgjengelighet av tjenesten for alle innbyggere i regionen. Avdelingen skal gi de tre sykehusforetakene en effektiv løsning og lik tilgang på kompetanse
Medisinsk nødmeldetjeneste og AMK-sentral
Avdelingen har et overordnet ansvar for nødmeldetjenesten i hele Sør-Trøndelag fylke inklusive virksomheten i AMK Sør-Trøndelag og Legevaktsentralene i fylket.
Mottaksavdeling
Mottaksavdelingen består av akuttmottak og observasjonsenhet. For mange pasienter og pårørende er avdelingen det første møtet med sykehuset.
St. Olavs hospital beredskapsleder
Stab - og støttefunksjoner er felles for Klinikk for anestesi og intensivmedisin og Klinikk for akutt- og mottaksmedisin.