Одеська областна державна адміністрація активно співпрацює з командирами військових формувань, що дислокуються на території Одеської області, взаємодіє з правоохоронними органами, органами юстиції, митними та фіскальними органами, управлінням Південного міжрегіонального управління з питань виконання кримінальних покарань та пробації Міністерства юстиції України.
На території Одеської області існують такі військові структури:
оперативне командування «Південь» Сухопутних військ ЗС України;
повітряне командування «Південь» Повітряних сил ЗС України;
командування Військово-морських сил Збройних сил України;
Південне регіональне управління Державної прикордонної служби України;
Південне територіальне управління Національної гвардії України.
Відповідно до Указу Президента України від 11 лютого 2016 року № 44/2016 «Про шефську допомогу військовим частинам Збройних сил України, Національної гвардії України та Державної прикордонної служби України» розпорядженням голови обласної державної адміністрації від 18 лютого 2016 року № 84/А-2016 утворено координаційну раду щодо організації шефства над військовими частинами Збройних сил України, Національної гвардії України та Державної прикордонної служби України, розташованих на території Одеської області.
Одеською ОДА надається допомога в забезпеченні військових формувань продовольством, пально-мастильними матеріалами, матеріально-технічними засобами, ремонт техніки та об’єктів базування, у розв’язанні житлових, комунально-побутових та інших соціальних проблем військовослужбовців.