Das DZHK besteht aus 25 Partnereinrichtungen an sechs Standorten (bis 2025: sieben Standorte). Die Mitglieder des DZHK decken das gesamte Spektrum der Herz-Kreislauf-Forschung auf einem auch im internationalen Vergleich hohen Niveau ab. Zu den Partnereinrichtungen gehören 17 Universitätskliniken bzw. Universitäten sowie Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft, Leibniz- und Max-Planck-Institute und eine europäische Forschungseinrichtung. 

In der Herz-Kreislauf-Forschung ist ein bundesweit angelegtes Zentrum besonders sinnvoll: Die Forschung hat hier in den letzten Jahren schon viel erreicht; aus diesem Grund sind weitere Fortschritte eher in kleinen Schritten zu erwarten. Dazu werden immer größere Studien, Patientenregister und Biomaterialbanken benötigt. Dies lässt sich in einem bundesweiten Zentrum sehr viel besser umsetzen als in vielen kleinen Einzelinstitutionen. 

An den sechs Standorten des DZHK ziehen jetzt mehr als 2.400 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an einem Strang.