Op 1 maart 1947 werd het ministerie van Oorlog uitgebreid met de Luchtmachtstaf. De Chef der Luchtmachtstaf (CLS) beschikte over een staf bestaande uit de stafofficieren Organisatiën, Opleidingen, Personeel (tevens directeur Legerluchtmachttroepen) en Technische Zaken. De CLS kreeg bevelsbevoegdheid over de militaire luchtvaart en de luchtvaarttroepen, en was tevens verantwoordelijk voor de aanschaf, het onderhoud en het herstel van specifiek luchtmachtmaterieel. Hij was nevengeschikt aan de CGS, de adjudant-generaal, de kwartiermeester-generaal en de directeur Administratieve Diensten, en ressorteerde net als deze functionarissen rechtstreeks onder de Minister van Oorlog. Binnen deze nieuwe organisatiestructuur werd de CLS een gelijkwaardige partner van de CGS en de CMS.

Met de reorganisatie van september 1950 werd het Commando Legerluchtmacht Nederland opgeheven en werden de commando’s Luchtverdediging, Luchtvaartopleidingen, Luchtvaarttroepen, en Magazijnen en Werkplaatsen ingesteld. De uit het Commando Legerluchtmacht voortvloeiende bevoegdheden en verplichtingen gingen over naar de plv. CLS. Het politieke bestuur van de luchtmacht bleef bij de minister berusten, bijgestaan door de staatssecretaris. De Luchtmachtstaf diende het door de minister vastgestelde beleid uit te werken. De bevelsbevoegdheid over de luchtmacht werd uitgeoefend door de CLS. Voor het materieel- en personeelsbeleid werd de CLS bijgestaan door een Chef Materieel Luchtmacht en een Chef Personeel Luchtmacht. Naast een persoonlijke staf werd tevens een kabinet in de staf van de CLS opgenomen. De sous-chef van de Luchtmachtstaf had de leiding over de secties L1 tot en met L6: Organisatie Inlichtingen Operatiën Logistiek Opleiding Verbindingen

Zijn taak bestond onder andere uit: het initiëren van plannen en programma’s inzake de formatie, het gebruik en de instandhouding van de KLu en het adviseren van de CLS daarover; het behandelen van aangelegenheden van organisatorische en administratief-organisatorische aard, bijvoorbeeld op het gebied van operationele en logistieke aard, behoefteraming, opleidingen, inlichtingen en veiligheid en buitenlandse betrekkingen; het leiden en coördineren van de werkzaamheden in de Luchtmachtstaf ten aanzien van de bouw van vliegvelden, gebouwen, werken en terreinen, alsmede het leiden van terzake bestaande behoefte aan coördinatie met organen buiten de luchtmacht.

Met de reorganisatie van 1963 werd voor elk krijgsmachtdeel een staatssecretaris aangesteld, die de dagelijkse leiding kreeg, en op administratief en financieel-economisch gebied werd bijgestaan door de plv. secretaris-generaal/KLu. Onder de staatssecretaris ressorteerden drie hiërarchisch-gelijke militaire functionarissen: de CLS, de opperofficier Personeel/KLu en de directeur Materieel Luchtmacht. Zij waren tevens nevengeschikt aan de plv. secretaris-generaal/KLu. Allen adviseerden zij de staatssecretaris voor wat betreft de zaken die tot hun functiegebied behoorden. Deze situatie bleef bestaan tot 1971. De CLS kreeg een tweeledige taak. Enerzijds was dat een departementale functie als krijgskundig adviseur van de minister ten aanzien van luchtmachtaangelegenheden. Deze adviezen hadden met name betrekking op: operationele waarde en inzetmogelijkheden van de luchtstrijdkrachten in oorlogstijd; formatie (slagorde), opbouw en instandhouding van de KLu; opleiding en oefening.

Anderzijds had hij een bevelvoerende taak als Bevelhebber der Luchtstrijdkrachten (BDL) waardoor hij belast was met: het ontwerpen van de formatie (slagorde) en structuur van de KLu; het ontwerpen van richtlijnen en instructies betreffende de oefeningen en opleidingen; het ontwerpen van plannen en richtlijnen inzake het gebruik en de instandhouding van de luchtstrijdkrachten in oorlogstijd.

De Luchtmachtstaf beschikte naast het Kabinet over een stafbureau Luchtmachtplannen en een stafbureau Burgerpersoneel. Direct onder de souschef Luchtmachtstaf ressorteerden de nu gewijzigde secties L1 tot en met L6: Organisatie en Opleidingen Inlichtingen Plannen en Operatiën Logistiek en Infrastructuur Financieel Beleid Automatisering.

Het instellen van een matrixorganisatie had vooral gevolgen voor de organisatie op ministerieel niveau. De bestaande organisatie op krijgsmachtdeelniveau bleef grotendeels gehandhaafd. De functies van CLS en BDL bleven verenigd in één persoon. Wel werden de functies van sous-chef Plannen en sous-chef Operatiën geïntroduceerd. De functie van plv. secretaris-generaal bij de drie krijgsmachtdelen kwam te vervallen. De CLS stond hiërarchisch onder de minister van Defensie en - binnen hun bevoegdheden - onder de staatssecretarissen van Defensie. De CLS was nevengeschikt aan de directeuren Personeel, Materieel en Economisch Beheer van de KLu. In verband met zijn verantwoordelijkheid voor het operationele functiegebied, dat richtinggevend (maar niet maatgevend) was voor de overige functiegebieden, was hij primus inter pares. Functioneel stond hij onder de Chef Defensiestaf. De functie van de CLS omvatte: het afleiden, respectievelijk formuleren van eisen, waaraan de KLu nu en in de toekomst moet voldoen, alsmede het toetsen van de mate waarin de KLu aan de operationele eisen voldoet; het opstellen van een concept operationeel deelplan KLu waarin binnen de ontvangen operationele randvoorwaarden en de aanwijzingen en richtlijnen van de politieke leiding en de CDS gestreefd wordt naar een operationeel optimum; de CLS is in dat kader verantwoordelijk voor het leveren van een bijdrage in de constituerende en dirigerende activiteiten op ministerieel niveau. Om invulling te geven aan deze taken beschikte de CLS/BDL over de Luchtmachtstaf bestaande uit: het kabinet, de stafgroep CLS/BDL, de stafgroep Juridische Zaken; Ressort Plannen (afdelingen Plannen, Operationele Behoeften, Organisatie); Ressort Operatiën (afdelingen Operationele Directie, Inlichtingen en Veiligheid, Luchtmacht Bedrijfsveiligheid, Verbindingen).