Морской заповедник состоит из четырех участков: три расположены в Хасанском районе Приморского края, четвертый на острове Попова, в Первомайском районе г.Владивостока. За заповедником закреплены участки материковой береговой полосы, острова и прилегающая к ним акватория общей площадью 64316,3 га, что составляет около 10% площади залива Петра Великого. Вокруг морских границ заповедника установлена морская охранная зона шириной 3 мили и 500-метровая береговая.
Зона полной заповедности - это самый большой - Восточный участок (45 тыс.га акватории и 900 га территории), в который входят о-ва Большой Пелис, Стенина, Матвеева, Де-Ливрона, Гильдебрандта, Дурново, островки Максимова, Входные, Астафьева, Утесистый, кекуры Бакланьи, колоннообразный кекур около мыса Сосновый и кекуры вблизи о.Большой Пелис, камни Елизарова, бухты Горшкова, Средняя, Нерпичья, Астафьева, Спасения и Теляковского. Здесь запрещены изъятие и интродукция любых организмов. В охранной зоне бухты Средняя и бухты Спасения построены кордоны заповедника, на которых живут инспекторы охраны. Гостями кордонов "Бухта Спасения" и "Бухта Средняя" бывают научные сотрудники, приглашенные в заповедник для исследовательских работ.
     На Южном участке заповедника (15 тыс.га акватории и 200 га территории: о-ва Фуругельма, Веры, кекур Гельмерсена, камни Буй, Южный, Михельсона, и Бутакова, мыс Островок Фальшивый, бухты Калевала, Сивучья, Пемзовая) допускается по особому разрешению дирекции ДВГМЗ фото и видеосъемка, проведение научных исследований, связанных с разработкой основ сохранения и восстановления морских сообществ, мониторингом и инвентаризацией населения заповедника.
     На самом маленьком участке - Западном (3 тыс.га акватории: камни Сивучьи, бухты Миноносок и Крейсерок), наряду с сохранением естественных сообществ, разрабатываются биологические основы марикультуры, АО "Темп" по соглашению с ДВГМЗ выращивает молодь приморского гребешка для пополнения и восстановления естественных популяций в заповеднике и для марикультурных хозяйств Приморского края.
     Экскурсионно-просветительский Северный участок занимает 216,3 га на острове Попова, здесь открыты для учебных и туристских групп гостиница, музей заповедника “Природа моря и ее охрана”, организован Эколого-образовательный центр. На полуострове Ликандер создается островной ботанический сад, цель которого - сохранение растительности береговой зоны, измененной в островных условиях.
     На территории ДВГМЗ создано несколько постоянных охранных кордонов, весной и летом работают сезонные пункты на всех островах. В результате усиления охраны увеличилась численность тюленя-ларги на Восточном и Южном участках, возросло количество семей серой цапли на о.Фуругельма, возродились нерестилища приморского гребешка, дальневосточного трепанга и других животных, восстанавливается растительность островов, на которых ранее были базы рыбаков и военных.
    В заповеднике и его охранной зоне запрещается изъятие любых животных и растений, загрязнение природной среды, движение судов и автотранспорта, въезд, проживание на побережье и островах. Вспомогательную, но существенную роль в охране ДВГМЗ будет играть обширная буферная зона в виде проектируемого Морского парка в заливе Петра Великого.