Thomas Bondo Pedersen (UiO) er senterets leder. Han har et overordnet ansvarlig for alle aktiviteter på senteret - spesielt arbeidet med å nå forskningsmålene. Professor Luca Frediani (UiT) er nestleder. Begge avdelingene har sin dedikerte kontorsjef, Ragna Breines ved avdelingen i Oslo og Stig Eide ved avdelingen i Tromsø.
Ledelsen og administrasjonen består av senterleder, nestleder og seks forskningsledere. Disse har tilsyn over all forskning, opplæring, publikasjoner og forskningsformidling. Hvert forskningsprosjekt har sin egen leder og nestleder, valgt av administrasjonen.
Hylleraas-senteret styres av et senterstyre. I tillegg har det en vitenskapskomité som rådgir hvilken retning senteret bør ta, finansiering og hvordan det bør administreres.
Senteret består av rundt 70 medlemmer.