De nombreuses collectivités, souvent associées sous diverses formes de coopération, mènent les actions concrètes de préservation et de restauration de la qualité de l’eau et des milieux aquatiques. Pour simplifier l'appellation de ces structures juridiquement variées (communautés de communes, communauté d’agglomération, métropoles, syndicats mixtes ou intercommunaux …), le SAGE les regroupe sous le nom "d'opérateurs de bassin". Dès le premier SAGE Vilaine, le but a été de couvrir tout le bassin d'opérateurs efficaces, en en constituant ou renforçant un sur chacun des affluents de la Vilaine.

Des lois récentes (MAPTAM et NOTRe) vont reformer ce paysage institutionnel en désignant les intercommunalités comme responsables à partir de 2018 de la gestion des milieux aquatiques et de la prévention des inondations (compétence "GEMAPI").

Les 16 opérateurs locaux couvrent environ 80 % du bassin versant. La carte ci-dessous présente les contours actuels des sous-bassins concernés et désigne leurs opérateurs.

Sous-bassins Opérateurs
Oust amont et Lié Communauté Intercommunale pour le Développement de la Région et des Agglomérations de Loudéac
Grand bassin de l’Oust Syndicat Mixte du Grand Bassin de l'Oust
Rivière de Pénerf Parc Naturel Régional du Golfe du Morbihan
Trévelo Syndicat Mixte du Bassin Versant du Trévelo
Mès et Pont Mahé Communauté d'agglomération de la Presqu'île de Guérande-Atlantique
Marais de Redon Communauté de Communes du Pays de Redon
Isac Syndicat Mixte pour l'Aménagement du Bassin Versant de l'Isac
Don Syndicat Mixte du Bassin Versant du Don
Chère Syndicat Mixte pour l'Aménagement du Bassin Versant de la Chère
Semnon Syndicat Intercommunal du Bassin Versant du Semnon
Seiche Syndicat Intercommunal du Bassin Versant de la Seiche
Vilaine Amont Syndicat Mixte du Bassin Versant de la Vilaine Amont
Chevré Syndicat Intercommunal du Bassin du Chevré
Ille et Illet Syndicat Mixte du Bassin Versant de l'Ille et de l'Illet
Flume Syndicat Mixte du Bassin Versant de la Flume
Meu Syndicat Mixte du Bassin Versant du Meu
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