Organizacijska strukturiranost prav gotovo odraža razvitost in spremembe temeljnih proizvodno-delovnih enot. Kakor se je v desetletjih po 1947 tovarna Litostroj nenehno dograjevala in z dopolnjevanjem proizvodnega programa širila obseg proizvodnje, tako se je skozi čas spreminjala tudi njena organiziranost.
Nekateri oddelki ali celo tozdi so imeli krajši vek. Na primer TOZD Litostroj International Ljubljana, ki je bil registriran 1972 in se ukvarjal z zunanjetrgovinskim prometom, je bil zaradi stečaja izbrisan že leta 1979. Nekateri so v manjši ali večji meri spremenili samo svoj naziv, tisti najpomembnejši pa so seveda odražali svojo konstantnost vsa leta obstoja.
Do leta 1952 se je postopoma izoblikovala naslednja organizacijska shema: 1. konstrukcijski sektor, 2. priprava proizvodnje, 3. nabavni, prodajni oddelek in računovodstvo, 4. obrati osnovne proizvodnje (metalurški obrati – to je tri livarne; kovačnica; velika obdelovalnica; velika montažna dvorana; kalilnica; orodjarna; pločevinarna; tehnična kontrola; centralni laboratorij), 5. sektor za izgradnjo, vzdrževanje in energetiko, 6. skladišča, prevzem in odprema pošiljk, 7. industrijski tiri in prometne zveze med objekti, 8. telekomunikacije.
Pravilnik podjetja iz leta 1955 je določal, da gospodarjenje v delovnem kolektivu izvajajo delavski svet (od 1. 9. 1950 dalje), upravni odbor in direktor. Organizacijsko pa je bilo razdeljeno na 6 glavnih sektorjev: uprava in splošni sektor, zunanja trgovina, materialna uprava, tehnični sektor (proizvodni obrati; konstrukcija; izgradnja, vzdrževanje in energetski oddelek; priprava dela), prodajni sektor ter računovodstvo. V okvir splošnega sektorja so sodile tudi stranske dejavnosti podjetja, kot so industrijska kovinarska šola s šolskimi delavnicami in internatom, delavsko uslužbenska restavracija, kino Litostroj, uprava stanovanj in mehanična pralnica.
Dokument iz leta 1957, torej ob 10-letnici Litostroja, pa na primer beleži naslednje obstoječe obrate: mehanska obdelava, orodjarna, siva livarna, jeklolivarna, modelna mizarna, montaža, elektromontaža, pogonska priprava, priprava sredstev, pomožni obrati, vzdrževanje, energetski obrat, pločevinarna, konstrukcija, OTK, laboratorij, prodaja, nabava, računovodstvo, IBM, sekretariat, industrijska šola.
April 1960 je bila izpeljana obširna reorganizacija, ko so oblikovali šest temeljnih proizvodnih enot. Že v letu 1961 je bila organizacijska razdelanost še natančnejša in dodatno odraža kompleksnost velikega industrijskega sistema. Litostroj so sestavljale naslednje proizvodnje enote: 1. Metalurški obrati (modelna mizarna, livarna sive litine, livarna barvnih kovin in livarna jeklo litine), 2. Pločevinarna in kovačija, 3. Gradnja hidravličnih strojev (gradnja turbin, livarna kovinskih ležajev, gradnja AR, gradnja črpalk, izdelava zasunov, zunanja montaža), 4. Gradnja strojev in naprav (gradnja reduktorjev, izdelava vijakov, gradnja strojev in naprav, zunanja montaža), 5. Gradnja diesel motorjev in talnih transportnih naprav (gradnja diesel motorjev, gradnja talnega transporta), 6. Oskrbovalni obrati (površinska zaščita, sredstva za delo, gradbeni obrat, strojno elektriški obrat, energetski obrat, transportni obrat), ter proračunske enote 7. Gospodarsko računski sektor, 8. Prodajno projektivni biro, 9. Kadrovska služba, 10. Splošna služba, 11. Tehnična služba in 12. Uprava, ki sta jih dopolnjevala še 13. Kino Litostroj in 14. DUR – Litostroj.
Kino Litostroj je obstajal že od 1948. leta, vendar je formalno šele 28. 12. 1956 Občinski ljudski odbor Ljubljana Šiška dovolil Litostroju ustanoviti poslovno enoto Kino Litostroj, ki je imela svoje prostore v okviru Industrijske šole Litostroj. Na predlog upravnega odbora pa je delavski svet 7. 11. 1961 sprejel sklep, da »zaradi proizvodnih nalog podjetja« ukine poslovno enoto Kino Litostroj.
Tudi Delavsko uslužbenska restavracija Litostroj je bila brez formalnega ustanovitvenega akta s sklepom uprave podjetja ustanovljena že leta 1948. Poleg te menze so v njenem sklopu kot gostinski obrati zaprtega ali odprtega tipa delovali še bife v Kinu Litostroj, zajtrkovalnica v samskem domu na Djakovićevi cesti ter od 1950 tudi bife v bloku I. na Djakovićevi. Vloga ObLO-ju Ljubljana Šiška z dne 22. 3. 1956 ter zapisnik v okviru obiska tržne inšpekcije z dne 13. 12. 1956 nam razkrivata, da je bila tudi za Litostroj želja po pridobitvi ustreznega dovoljenja pristojnega organa oblasti zaradi birokratsko pravnih mlinov včasih nekoliko trši oreh.
Tudi sredi 60. let lahko sledimo podobnim ali nekoliko spremenjenim oddelkom in obratom, ki so jih vodili v svojih evidencah: Ekonomsko analitski oddelek (EAO), Splošni sektor, Kadrovski sektor (KS), Gospodarsko računski sektor (GRS), Prodajno projektivni biro (PPB), Tehnično kontrolni biro (TKB), Izobraževalni center Litostroj (ICL), Delavsko uslužbenska restavracija (DUR), Modelna mizarna, Materialni biro (MB), Metalurški obrati jeklolivarna (MO jeklo), Metalurški obrati siva livarna (MO siva), Pločevinarna in kovačija (PK), Hidravlični stroji (HS), Stroji in naprave (SN), Dizel transport (DT), Oskrbovalni obrati (OO), Plansko terminska operativa (PTO) ali Ekonomsko analitska služba (EAS), Finančno računska služba (FRS), Centralno tehnični biro (CTB), Služba kvalitete (TKB), Tehnološka priprava dela, Konstrukcijski biro, Strojna obdelava, Montaža, Finalni izdelki, Obratna ambulanta.
V skladu z idejnopolitičnimi zamislimi Edvarda Kardelja so v Litostroju med prvimi leta 1972 reorganizirali dotedanje obrate, sektorje in službe v novonastale temeljne organizacije združenega dela. Sprva je bilo »na osnovi poprejšnje temeljite ekonomskopolitične analize ter na osnovi večmesečne javne razprave, ki so jo vodile Zveza komunistov, sindikat in Zveza mladine«, ustanovljenih 7 TOZD-ov in delovna skupnost skupnih služb. Do leta 1977, ko so torej po 30. letih obstoja izoblikovali po tehnološkem značaju med seboj sicer zelo raznolike proizvodne izdelke, pa se je celotna delovna organizacija preoblikovala v 13 TOZD-ov in 2 skupni službi, ki so bili seveda odraz tako zaokroženih delovnih celot kakor vseh služb, ki so morale obstajati, da je industrijski gigant funkcioniral čim bolj optimalno. (OP: 1. TOZD Institut za raziskave, razvoj in projektiranje, 2. TOZD Proizvodnja modelov in ulitkov, 3. TOZD Proizvodnja zvarjencev in odkovkov, 4. TOZD Proizvodnja obdelancev, 5. TOZD Montaža, 6. TOZD Proizvodnja transportnih vozil in naprav, 7. TOZD Proizvodnja preoblikovalne opreme, 8. TOZD Proizvodno tehnični servis, 9. TOZD Prodaja, 10. TOZD Nabava, 11. TOZD Investiranje, vzdrževanje, energetika in transport, 12. TOZD Izobraževalni center, 13. TOZD Zunanje storitvene enote, 14. DS FPR – posebna finančna služba in računovodstvo, 15. DS SSP – službe skupnega pomena.
Naslednji korak podjetja v razvoju socialističnega samoupravljanja je bil storjen, ko je Litostroj kot eden od stebrov jugoslovanske strojne industrije leta 1974 vstopil v sestavljeno organizacijo – SOZD Združena podjetja strojegradnje, kasneje tudi SOZD ZPS – Združeni proizvajalci strojne opreme, panožno združenje sprva dvanajstih, v letu 1980 pa osemnajstih slovenskih kovinsko-predelovalnih in strojnih podjetij, ki so s 14.000 zaposlenimi nudila kompletne procesne proizvode od ideje do realizacije ter tako lažje konkurirala na domačem in tujem tržišču »v borbi za velika naročila«. Pri svojem delu so že pred tem sodelovali še zlasti pri gradnji hidroelektrarn z »vsedržavno verigo jugoslovanskih proizvajalcev« (na primer Rade Končar, Metalna, Hidrogradnja, Energoprojekt, Strojna tovarna Trbovlje), pa tudi s samostojnimi raziskovalnimi organizacijami, kot je na primer Turboinštitutom, ustanovljenim 1948 kot »središčem razvoja hidravličnih strojev v Jugoslaviji«, od 1958 pa v soustanoviteljstvu Litostroja. Pri izdelavi nekaterih proizvodov so tudi že pred tem licenčno sodelovali z nekaterimi tujimi družbami, kot na primer po letu 1948 s z nemško tvrdko Voith pri projektiranju in izdelavi zahtevnejših vodnih turbin, pri izdelavi dizelskih motorjev za ladje z dansko firmo Burmeister & Wain, pri vakuumskih stiskalnicah za izdelavo opeke so bili v kooperaciji z italijanskim podjetjem Bedeschi iz Padove, konec 60. let z Renaultom pri izdelavi njihovih vozil, če naštejemo le nekatere.
Že konec 80. let je Litostroj zaradi neporavnanih terjatev, velikih izgub in dolgov pristal v težkem finančnem položaju. Neplačani in neuresničeni projekti v Iraku in razpad Jugoslavije so krizno stanje samo poglobili. V začetku leta 1991, torej še pred osamosvojitvijo Slovenije, se družbeno podjetje Titovi zavodi Litostroj preoblikuje v delniško družbo in reorganizira. Nastane koncern Litostroj Holding d.d. z več kapitalsko povezanimi družbami. S šestimi proizvodnimi družbami (d.o.o.): Litostroj – Tovarna ulitkov, Litostroj – Tovarna turbin, Litostroj – Tovarna industrijske opreme, Litostroj – Tovarna črpalk, Litostroj – Tovarna viličarjev in Litostroj – Tovarna preoblikovane opreme. In z več servisno storitvenimi podjetji (d.o.o.): Litostroj – Proizvodno tehnični servis; Litostroj – Podjetje za vzdrževanje, energetiko in transport; Litostroj – Podjetje za varnost; Litostroj – Podjetje za gostinstvo in nastanitev; Litostroj – Podjetje za zaposlovanje in rehabilitacijo invalidov; Exploingineering, Litostroj; sprva tudi Podjetje Litostroj – Srednja tehnična šola, Litostroj – Podjetje za računalniško obdelavo podatkov in arhiv ter Litostroj – Podjetje za laboratorijske storitve, nekoliko kasneje SOFI – Podjetje za gostinstvo, turizem in trg ter INDEN, podjetje za industrijski enginering in kooperacije. Kljub prizadevanjem po sanaciji je šel Litostroj Holding 1. 9. 1999 v stečaj. Leta 1998 je bil sicer iz zdravega jedra Holdinga ustanovljen Litostroj E.I., 2003 preimenovan v Litostroj Power, ki tako kot edino podjetje z izjemo izdelave viličarjev nadaljuje razvojno in proizvodno dejavnost nekdanjega Litostroja. Tudi podjetje Litostroj Ulitki, ki je posedovalo eno največjih livarn v Evropi in so ga leta 2009 pripojili družbi Litostroj Jeklo, je šlo namreč leta 2020 žal v stečaj.
