Från början organiserades FMLOG:s verksamhet i tre divisioner i Arboga, Boden och Karlskrona. De första åren satt ledningen i Karlstad, men flyttade år 2005 sin verksamhet till Stockholm.
Omstruktureringen av Försvarsmakten från invasionsförsvar till insatsförsvar hade stor effekt på FMLOG:s verksamhet. Efter omstruktureringen fick FMLOG ansvar för nationella stödenheter vid internationella och nationella insatser.
Efter flera politiskt tillsatta utredningar beslutades det 2013 att delar av försvarslogistiken skulle föras över till FMV. Kvar i Försvarsmakten blev det som kallas insatsnära samt det som tillhör myndighetsutövning.
År 2014 kom beslut om att det som var kvar av FMLOG – staben, förnödenhetsförsörjning inklusive förråd, transportkontor, dokumenthantering och teknisk tjänst skulle insatsorganiseras.
Den första januari 2019 omorganiserades FMLOG och nya ansvarsområden tillkom. Den bakre logistiken blev huvudfokus i och med att verksamhet som FMV hade ansvar för återfördes till Försvarsmakten. Arbetet med att utveckla krigsförbandet FMLOG har pågått sedan dess.