يعد أكبر الأفرع الأمنية في محافظة دير الزور ويتبع له أربعة أقسام وعدّة مفارز في عموم المحافظة.

يترأس الفرع منذ تشرين الأول/أكتوبر 2019، العميد "أحمد ابراهيم الخليل" خلفا للعميد "ياسين ضاحي"، وخليل ابن مدينة طيبة الإمام بريف حماة.

ومن أهم ضباط المخابرات العسكرية في دير الزور، اللواء "جامع جامع" الذي تسلم رئاسة الفرع بين 2008-2013، قبل مقتله في تشرين الأول/أكتوبر 2013، بنيران فصائل المعارضة. وكان شغل سابقا منصب رئاسة المخابرات العسكرية في لبنان خلال فترة الوصاية السورية على لبنان، حيث يتهم بضلوعه بعملية اغتيال رئيس الوزراء اللبناني "رفيق الحريري".

وبعد مقتل "جامع"، عيّن العميد "ضاحي" بين تشرين الأول/أكتوبر 2013، ونيسان/أبريل 2014، رئيسا للفرع، قبل أن يرأسه العميد "مازن كنج"، والذي اشترك بعمليات تهريب للمواد الغذائية مع تنظيم الدولة، غربي مدينة دير الزور، كما اتهم باغتيال شخصيات من المعارضة، وحتى من المناوئين له في صفوف النظام، أهمها "عبد الباسط حميدة" قائد إحدى الميليشيات الموالية، واستمرت فترة قيادة "الكنج" للفرع بين نيسان/أبريل 2014 وحتى آب/أغسطس 2015.

تبع "الكنج" العميد "جمال رزوق" حتى شباط/فبراير 2018، حيث قتل على طريق حمص – طرطوس، وقالت وسائل إعلام مؤيدة إنه قضى بحادث سير، بينما تبنّى فصيل معارض عملية اغتياله، ويعد "رزوق" من أبرز القادة العسكريين في النظام، وشارك في العمليات العسكرية لقوات الأسد في محافظة دير الزور، وأهمها فك الطوق عن مطار دير الزور العسكري، وبعد مقتله عاد "ضاحي" لتسلم دفّة الفرع.

وبعد سيطرة قوات الأسد على محافظة دير الزور، تصاعدت الصدامات بين القوى المسيطرة على الأرض، حيث أقدمت قوة عسكرية تابعة للحرس الثوري الإيراني في أيلول/سبتمبر 2019 على اعتقال قائد مفرزة الأمن العسكري في مدينة الميادين بعد ضربه وإهانته.