Образована указом президента от 9 марта 2004 года на базе комитета по военно-техническому сотрудничеству с иностранными государствами, работавшего с 2000 года. Является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим контроль и надзор в области военно-технического сотрудничества, выдачу лицензий на ввоз и вывоз продукции военного назначения, подготовку и подписание международных договоров, внесение предложений по формированию гособоронзаказа, участие в переговорах с иностранными заказчиками, организацию выставок военной продукции за рубежом. Подведомственна Министерству обороны. Штатная численность службы — 342 человека.
Расходы ФСВТС на 1 октября 2018 года составили 668,7 млн руб. Запланированные бюджетные расходы на 2019 год — 627,9 млн руб. По оценкам службы, продажи российской военной продукции составляют около $15 млрд в год. Из них на страны Ближнего Востока и Северной Африки приходится 48%, Азиатско-Тихоокеанский регион — 45%, Европу — до 2%.