Theo quyết định, Vườn quốc gia Mường Nhé tổ chức thành 3 phân khu chức năng với tổng diện tích 46.730,4ha. Trong đó, phân khu bảo vệ nghiêm ngặt có diện tích 22.130,18ha, tập trung tại các tiểu khu thuộc địa bàn 3 xã: Sín Thầu, Mường Nhé và Nậm Kè.

Phân khu phục hồi sinh thái có diện tích 21.660,39ha, được quản lý, bảo vệ chặt chẽ để tạo điều kiện cho rừng phục hồi, tái tạo và phát triển các hệ sinh thái tự nhiên. Phân khu dịch vụ, hành chính rộng 2.939,83ha, bố trí các hoạt động quản lý, nghiên cứu khoa học, dịch vụ du lịch, nghỉ dưỡng và giải trí gắn với yêu cầu bảo tồn.

Vườn quốc gia Mường Nhé có vùng đệm rộng khoảng 45.617,84ha, gồm 25 bản thuộc 3 xã: Sín Thầu, Mường Nhé và Nậm Kè.

Việc thành lập Vườn quốc gia Mường Nhé có ý nghĩa thiết thực trong bảo vệ nguồn gen sinh vật quý hiếm, duy trì chức năng phòng hộ đầu nguồn, điều tiết nguồn nước và bảo vệ môi trường sinh thái, nhất là trước những tác động ngày càng rõ nét của biến đổi khí hậu. Đồng thời, tạo cơ sở để tỉnh nâng cao vị thế các khu rừng đặc dụng, phát huy giá trị cảnh quan và đa dạng sinh học thông qua nghiên cứu khoa học, giáo dục môi trường, phát triển du lịch sinh thái.