Theo đó, Viện sẽ được quy hoạch trên quan điểm tạo ra bước phát triển đột phá mạnh mẽ, trở thành trung tâm nghiên cứu, đào tạo cán bộ KH&CN mạnh, đa ngành, làm đầu tàu, động lực phát triển KH&CN của đất nước, góp phần quan trọng để đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa và hội nhập quốc tế.
Đến năm 2020, tổ chức Viện KH&CN Việt Nam gồm 35 viện nghiên cứu chuyên ngành và các tổ chức sự nghiệp trực thuộc; một học viện KH&CN; phát triển 15 doanh nghiệp KH&CN. Đồng thời, xây dựng được đội ngũ 3.500 cán bộ biên chế và 1.700 cán bộ hợp đồng, trong đó, 50% cán bộ có học vị tiến sĩ, thạc sĩ...
Bên cạnh đó, phải xây dựng được khoảng 10 tổ chức KH&CN trọng điểm, nhóm nghiên cứu mạnh, có uy tín quốc tế, có đủ năng lực giải quyết những nhiệm vụ KH&CN quan trọng của quốc gia và đào tạo nguồn nhân lực KH&CN trình độ cao cho đất nước.
Đặc biệt là việc từng bước nâng cao vai trò tư vấn của Viện đối với Chính phủ trong việc hoạch định chiến lược, chính sách phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh, bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu, phòng chống và giảm nhẹ tác hại của thiên tai và các lĩnh vực có liên quan...