Ngày 26/02/2025, Hội đồng nhân dân tỉnh Thanh Hóa ban hành Nghị quyết số 618/NQ-HĐND về việc sắp xếp tổ chức các cơ quan chuyên môn thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh Thanh Hóa, Sở Xây dựng được thành lập trên cơ sở sáp nhập giữa Sở Giao thông vận tải và Sở Xây dựng. Sở Xây dựng sau hợp nhất có 1 Giám đốc và 7 Phó giám đốc; đồng chí Trịnh Huy Triều, Giám đốc sở Giao thông Vận tải được điều động, bổ nhiệm giữ chức Giám đốc.

Ngày 28/02/2025, UBND tỉnh ban hành Quyết định số 20/2025/QĐ-UBND về việc quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Sở Xây dựng tỉnh Thanh Hóa.

Ngày 08/7/2025, UBND tỉnh ban hành Quyết định số 84/2025/QĐ-UBND về việc quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Sở Xây dựng tỉnh Thanh Hóa; thay thế Quyết định số 20/2025/QĐ-UBND.

Cơ cấu tổ chức hiện nay của Sở Xây dựng gồm Giám đốc sở và 04 Phó giám đốc sở; 10 phòng chuyên môn nghiệp vụ (Văn phòng; Phòng Quản lý hoạt động xây dựng; Phòng Quản lý hạ tầng;  Phòng Kế hoạch tài chính; Phòng Quản lý vận tải; Phòng Quản lý phương tiện và người lái; Phòng Quy hoạch, kiến trúc và Phát triển đô thị; Phòng Kinh tế và vật liệu xây dựng; Phòng Quản lý nhà và thị trường bất động sản; Phòng Quản lý chất lượng công trình xây dựng); 04 đơn vị trực thuộc (Trường Trung cấp nghề Giao thông vận tải Thanh Hóa; Trung tâm Đăng kiểm xe cơ giới Thanh Hóa; Ban Quản lý bảo trì công trình giao thông và điều hành hoạt động vận tải hành khách công cộng; Trung tâm Kiểm định Chất lượng xây dựng Thanh Hóa).