第一阶段为省级层面督察，通过与省级领导还有省级部门主要领导个别谈话，调阅省级党委政府和有关部门的资料，走访主要承担环保职责的有关部门，同时受理信访举报等。
第二阶段为下沉地市督察，针对督察准备和省级层面督察梳理出的问题线索，下沉到部分地市进行调查取证核实。主要看这些问题是不是真的存在，责任在哪个方面。
第三阶段为梳理分析归档，一方面是对前两个阶段的工作进行梳理，形成一些基本的观点和报告框架，同时根据需要，还可能对未下沉地市的突出问题进行取证，开展有针对性的补充督察。
具体工作中，中央环保督察组坚持边督察、边移交、边整改、边督办的原则，把发现问题与解决问题有机结合，推动被督察地区及时解决突出环境问题。除了要督察环保决策落实情况之外，还要对各地突出环境问题及处理情况进行督察，包括环境质量变化，区域性、流域性突出环境问题，群众反映强烈、社会影响恶劣的偷排偷放、治污设施不正常运行等突出环境问题，重大环境安全隐患问题等，以及对这些问题的解决和处理情况。
中央环保督察组对督察结果的应用则格外重视，具体包括三个层次，一是把整个督察情况移交中央组织部，作为对被督察省区市领导班子和领导干部考核评价和任免、责任追究的重要依据，也供在中央资金安排时充分运用；二是发现的具体环保问题，大部分移交给省级环保部门去查处，有的由环保部直接查处；三是可能涉及到违规、失职、乱作为的一些问题线索，按程序移交给有关部门。督察要求，首批中央环保督察组入驻的省份，要抓紧研究制定整改方案，在30个工作日内报送国务院。整改方案和整改落实情况要按照有关规定，及时向社会公开。
