대통령 보고 후 국방부, 방위사업청, ADD 등 주요 관계자들은 세부 추진 계획을 수립하여 국방부 장관을 이사장으로 하는 ADD 이사회에 보고하였다. 이 방안에는 미래기획위원회가 추진하는 장기 조직 발전의 1단계로 ADD 종합연구소를 전략·비닉무기와 핵심·원천기술 두 분야로 나누고 이를 각각 제1·제2 부소장이 분리·관할하는 복수 부소장제 구조로의 개편방안이 포함되었으며, 2011년 1월 1단계 개혁이 완료되었다(경향신문, 2010.12.30.).
이후, ADD를 관리·감독하는 방위사업청 주관으로 주요 정책집행 관련자들이 세부 방향을 추가 논의하였다. 2013년까지 각 부소장 산하 조직의 사업·인력·하부조직 개편을 지속하는 2단계 개혁을 거쳐, 전략·비닉무기 개발과 미래·핵심기술 연구 전담조직으로 최종 재편하여 일반무기 연구개발을 완전히 분리하는 계획이 수립되었다.