Der Dienstbezirk der Landespolizeidirektion deckt sich räumlich und dem Namen nach mit den Regierungspräsidien Karlsruhe, Freiburg und Tübingen. Für den Regierungsbezirk Stuttgart ist die Landespolizeidirektion Stuttgart, für die Landeshauptstadt selbst das Polizeipräsidium Stuttgart zuständig.
Mit ihren sechs Referaten

Recht und Verwaltung
Polizeirecht
Polizeiärztlicher Dienst
Führung und Einsatz
Kriminalitätsbekämpfung
Technik

steuert und koordiniert die Landespolizeidirektion die Aufgaben der nachgeordneten Polizeidirektionen im Regierungsbezirk.

Neben eigenen operativen Aufgaben in den Bereichen Organisierte Kriminalität und Wirtschaftskriminalität ist die Landespolizeidirektion wichtiges Bindeglied zwischen dem Landespolizeipräsidium im Innenministerium und der polizeilichen Basis.

Die Führung überregionaler Großeinsätze und die Servicefunktion für die nachgeordneten Dienststellen sind nur einige der wichtigsten Aufgabenfelder. Dazu gehören z.B. Unterstützungs- und Bündelungsaufgaben in den Bereichen Technik (EDV, Information und Kommunikation, Funk- und Waffenwesen) und der Einsatz des Mobilen Einsatzkommandos der Landespolizeidirektion bei speziellen Einsätzen. Eine wichtige Bedeutung kommt der Kriminaltechnik mit ihren Spezialisten im Bereich der Kriminaltechnischen Untersuchungsstelle zu.