1991年，济宁市交通局设秘书科、人事科、计划财务科、运务科、路政科、党委办公室、企业管理科、交通安全科、老干部科9个科室。1997年7月机构改革，市交通局设办公室、组织人事科、计划财务科（加挂审计科牌子）、综合业务科、路政科、政策法规科6个职能科室。1998年8月，设立老干部科，与人事科一个机构两块牌子。2001年12月，调整为办公室、政策法规科、财务科、人事科（加挂离退休干部科牌子）、综合业务科、路政科、交通战备办公室7个职能科室。2005年6月，增设安全生产科。2007年11月，财务科更名为审计与规划财务科。2010年4月，济宁市机构改革，撤销市交通局、市航运管理局，组建市交通运输局，挂市港航局牌子。将市交通局、市航运管理局的职责，市经济贸易委员会的综合运输、民航行政管理职责，市民用航空管理局（市民用航空管理站）的行政管理职责，整合划入市交通运输局。市民用航空管理局（市民用航空管理站）由市政府直属事业单位调整为由市交通运输局管理，济宁联合航空公司由市经济贸易委员会管理的事业单位调整为由市交通运输局管理。市交通运输局设办公室、人事科（挂离退休人员服务科牌子）、政策法规科（挂行政许可科牌子）、财务审计科、规划发展科、运输管理科、建设管理科、安全监督科、交通战备办公室、港航综合科、港航建设管理科、航政管理科、水路规费征收管理科13个职能科室。
1991年，济宁市交通局下属济宁市汽车维修行业管理处、济宁市交通运输管理处2个事业单位。1993年10月，成立济宁市交通技工学校，为副县级事业单位；1995年4月，成立济宁市交通投资开发公司，为正县级事业单位。1996年11月，成立济宁市交通稽查支队；同年12月，成立济宁市车辆购置附加费征收管理办公室、济宁市县乡公路管理站，为正科级事业单位。1997年7月，成立济宁市交通职工培训中心、济宁市汽车综合性能检测中心，为正科级事业单位；同年7月，济宁市交通运输管理处确定为副县级事业单位；同年10月，成立济宁市交通通信信息站，为正科级事业单位。1998年10月，成立济宁市交通工程质量监督站，与济宁市县乡公路管理站一个机构两个牌子；同年12月，成立济宁市城区出租车管理所，为正科级事业单位。2002年6月，将任城区交通局柳行交通管理所整建制划转到市交通局，更名为济宁市交通局柳行交通管理所；同年6月，成立济宁市公路集疏运信息服务中心，为正科级事业单位；同年8月，确定济宁市交通稽查支队为副县级事业单位，济宁市交通职工培训中心升格为副县级事业单位。2004年1月，济宁市车辆购置附加费征收管理办公室划归国家税务局；2008年10月，撤销济宁市汽车维修行业管理处，原职能调整到济宁市交通运输管理处。
至2010年底，济宁市交通运输局下属事业单位11个，有在职干部职工205人。