В ведении приказа находились: личный состав артиллерии; артиллерийские школы; полковая, полевая и осадная артиллерия; средства тяги артиллерии; артиллерийское производство; инженеры (саперы); колокольное дело и гражданская типография (с 1706 года). Приказ также занимался вопросами обеспечения вооружением и боеприпасами всех войск. Кроме того, в его функции входило судебное разбирательство над личным составом.

Несмотря на наличие помощников, Брюс как глава приказа подробно вникал в его работу. Даже находясь в военных походах, он продолжал действенно управлять вверенным ему ведомством. Без его участия не решался ни один вопрос, который находился в компетенции приказа, вплоть до самых незначительных. Я. В. Брюсу посылались копии всех указов, отчеты о производстве вооружения, ведомости о наличии и расходе артиллерийских припасов, списки личного состава и росписи на выдачу денежного жалованья и хлебного довольствия — одним словом, все документы, требовавшие его решения.

Параллельно с Приказом артиллерии существовал еще один административный орган — Походная артиллерийская канцелярия, которая была создана при генерал-фельдцейхмейстере только на время ведения военных действий, когда он находился в походе. Первые упоминания о существовании канцелярии относятся к 1705 году. Штат ее состоял из трех человек: одного старого и двух молодых подьячих. До окончания Гродненской операции (1706 г.) канцелярия упоминается под названием «Походная артиллерия в Гродне», или «Приказ воинский походный артиллерии».

С переездом Брюса в Санкт-Петербург в 1714 году его Походная канцелярия становится стационарной. Приказ артиллерии был разделен на две части — Московский и Петербургский. За первым осталось название Приказа артиллерии, вторым получили наименование Артиллерийской канцелярии. Постепенно с переводом центральных учреждений в Санкт-Петербург роль Артиллерийской канцелярии возрастает. Она становится фактически главной, а Приказ артиллерии — второстепенным административным органом.

Существование параллельно двух высших артиллерийских учреждений ничем не было оправдано и вносило лишь путаницу в организацию производства вооружения. В 1723 году управление артиллерийским ведомством было реорганизовано. Главным административным органом стала Главная артиллерийская канцелярия во главе с президентом генерал-фельдцейхмейстером Я. В. Брюсом, который оставался им до своей добровольной отставки в 1726 году.

Я. В. Брюс в поисках усовершенствования артиллерии во многом опирался на знание и опыт «капитана на Москве» Якова Шперейтора, который, выражаясь современным языком, был техническим руководителем Московского пушечного двора. В первое десятилетие Северной войны именно этот двор стал своего рода лабораторией нового конструирования вооружения. Образцы вооружения, показавшие удовлетворительные результаты при испытаниях на Пушечном дворе, либо в единичном экземпляре, либо опытными партиями отсылались «в поход» или в Санкт-Петербург, где проходили дальнейшие испытания в боевой обстановке.

Многочисленные справедливые нарекания военачальников на плохое качество лафетов, станков, роспусков и артиллерийской принадлежности принуждало начальника артиллерийского ведомства обратить пристальное внимание не только на их устройство, но и на качество материала, из которого они изготавливались. Брюс обстоятельно разъясняет в письме к Ф. Ю. Ромодановскому, в какое время года следует заготавливать лес для артиллерии и как его хранить. «Уведомлен я от тебя, государь, чрез писание, что дубовый лес на пушечные станы и колеса по росписи изготовлен нынешним летним временем. И тот, государь, лес к артиллерии делам будет не прочен. И ты, государь, оный лес по той росписи повели изготовить в декабре месяце и вывесть к Москве зимою. А водою ево не сгонять, дабы к оным делам был крепок и походам прочен». И в качестве приписки Я. В. Брюс разъясняет: «В познание тебе для чего летней лес нездоров. Когда отсекается и в середке остается сок, и от того гниет. А в зимнее время оной сок входит в коре, и такое дерево всегда бывает здорово».

Низкое качество шанцевого инструмента — лопаток, кирок, мотыг, которые являлись в то время дополнением к артиллерийской принадлежности, — заставляет главу артиллерии заняться и этой проблемой. Рассмотрев все предложенные виды кирок, мотыг и лопаток, Я. В. Брюс остановился на шведских образцах. Он потребовал, чтобы их образцовые варианты сделал шведский кузнец, только дополнительно для прочности на концах металлических частей «наварил уклад или сталь».

В поле зрения Брюса находилась и форма одежды пушкарей. По-видимому, он справедливо полагал, что единообразный военный костюм — еще одна мера в организационном строительстве полевой артиллерии. Поэтому даже галстуки должны были быть сделаны по единому образцу, который Брюс прислал в приказ из похода.

Как глава артиллерии, Брюс пытался навести строгую отчетность в приеме и отпуске артиллерийских припасов и установить сроки их доставки, ужесточив наказание за любое нарушение.

Немаловажной частью деятельности Брюса в качестве главы Артиллерийского приказа было непосредственное его участие в изготовлении артиллерийского знамени и литавренной коляски — главных регалий русской артиллерии, которые делались в 1706 году по чертежу и описанию самого Брюса.

Вот полное описание этого знамени: «Большое знамя надобно быть из белой камки (шелковая узорчатая ткань). Ширина тому знамени три аршина с четвертью, длина три аршина. То знамя сделать велено против чертежу. Пушке надобно быть желтой, а станок красный, орел черный. А положено то знамя писать письмом, которой живописец сам может лутче написать, чтоб сделать хорошим письмом. И к литаврам завеси из белой ж камки, ширина семь четвертей, длина пять четвертей. Орел черный, коруна желтая. Писать такою фарбаю (краской), которой самою лутчею может знать живописец. Бахрома: шелк белый и красный, и лазоревый».

Эмблематика, изображенная на знамени: в центре — желтая пушка на красном лафете, а под ним орел с распростертыми крыльями — воспроизводилась впоследствии на всех артиллерийских знаменах XVIII века, в той же цветовой гамме.

Я. В. Брюс внимательно следил за изготовлением знамени и литавренной коляски, торопил со сроками, прекрасно понимая, как важно будет иметь артиллерии собственные регалии в походе.

Артиллерийское знамя и литавренная коляска 1706 года единственные артиллерийские регалии, имена создателей которых сохранились. Знамя кроил Е. П. Зыбин, расписывали полотнище смоленские иконописцы Иван Андреев и Гаврила Степанов, копье к древку делал киевский мещанин Петр Федоров.

Литавренную коляску сделал по заданию Я. В. Брюса колесный мастер Томас Боуман, он же и «учинил на ней резьбу». Помогал ему станочный ученик Ингерманландской канцелярии Козьма Михайлов. Для украшения ее отдельными резными фигурами были привлечены киевские мастера-резчики Иван, который вырезал государственный герб, и Юрий Бербар, изготовивший фигуру орла и двух «левиков» (львов). Живописные работы выполнял киевский живописец Афанасий Мартусков.

Наличие литавр требовало присутствия специального воинского чина — литаврщика. Строевой мундир литаврщика в 1706 году тоже был сделан «по Брюсову образцу»: кафтан и штаны были из малинового сукна; воротник и обшлага кафтана — из василькового сукна; галуны серебряные; весь кафтан украшен вышитыми золотом и серебром гербами; пуговицы обтянуты серебром; сапоги немецкие; шапка расшита золотыми и серебряными нитями; епанча из сукна василькового цвета. Кроме того, литаврщику полагались перчатки.

Ни в одной области военного дела не стремились так к реформированию, как в артиллерии.

Большое внимание Брюс уделял становлению и развитию артиллерийского образования в России. Еще в 1698 году при Пушкарском приказе в Москве была основана школа «цыфири и землемерия» (т. е. геометрии), где пушкарскому делу учеников обучал мастер Иван Зерцалов.