C'est Winston Churchill qui suggère à de Gaulle la création de ce comité pour donner à son autorité une apparence plus constitutionnelle et moins dictatoriale[2]. Selon Henri Bernard, ce dernier acceptera mais prendra soin d'écarter tous ses adversaires au sein de la France libre, tels Émile Muselier, André Labarthe et d'autres, pour ne garder que des « yes men »[2].
Le comité est créé le par une ordonnance signée par le chef de la France libre, le général de Gaulle, à Londres.
général de brigade Charles de Gaulle, président du Comité ;
René Pleven, commissaire national à l'Économie, aux Finances, et aux Colonies. Chargé de la coordination des départements administratifs civils ;
Maurice Dejean, commissaire national aux Affaires étrangères jusqu'au (révocation), remplacé en intérim par Pleven puis à compter du par René Massigli ;
général de division Paul Legentilhomme, commissaire national à la Guerre ;
vice-amiral Émile Muselier, commissaire national à la Marine et à la Marine marchande, jusqu'au (démission), remplacé par le contre-amiral Philippe Auboyneau à partir du ;
René Cassin, commissaire national à la Justice et à l'Instruction publique ;
André Diethelm, commissaire national à l'Intérieur, au Travail, et à l'Information ;
général de brigade aérienne Martial Valin, commissaire national à l'Air ;
capitaine de vaisseau (puis contre-amiral) Georges Thierry d'Argenlieu, commissaire national sans département ;
puis :
général de corps d'armée Georges Catroux, commissaire national sans département à partir du ;
et plus tard :
André Philip, commissaire national à l'Intérieur et au Travail à partir du ;
Le , le comité nomme secrètement Jean Moulin, alors à Londres, représentant du Comité national français en métropole et « commissaire national en mission » et le charge de créer une instance de coordination unique de la Résistance intérieure. « Jean Moulin devenait alors un des personnages de la Résistance intérieure[4] ».
L'organisation du comité, notamment en ce qui concerne les attributions respectives des commissaires nationaux, sera modifiée plusieurs fois par décret en 1942 et 1943[3].