Do pôsobnosti referátu patrí organizácia medzinárodných konferencií, stretnutí a vedeckých seminárov na bilaterálnej úrovni, príprava podkladov k spolupráci medzi SAV a zahraničnými partnermi pre ústredné orgány štátnej správy, najmä pre Ministerstvo školstva, vedy, výskumu a športu SR a Ministerstvo zahraničných vecí a európskych záležitostí SR. Referát tiež zabezpečuje vyslania významných predstaviteľov SAV do zahraničia, aktívne sa podieľa na príprave návštev významných vedeckých osobností z celého sveta na pôde SAV a v spolupráci so sekretariátom predsedu SAV zabezpečuje prijímanie zahraničných a slovenských veľvyslancov.
Referát zabezpečuje medzinárodnú vedeckú spoluprácu najmä na základe dvojstranných medziakademických dohôd SAV o vedeckej spolupráci. Tieto dohody sú od roku 2020 uzatvárané podľa zásad programu Mobility. SAV má podpísané bilaterálne dohody v rámci programu Mobility s partnerskými organizáciami v Bulharsku, Česku, Srbsku, Rumunsku, v Taliansku a Nemecku a podobné dohody sa pripravujú aj s ďalšími dlhoročnými partnermi z krajín V4 – Maďarskom a Poľskom. Tieto dohody sú zamerané na riešenie spoločných projektov. SAV rozvíja spoluprácu aj s ďalšími krajinami ako Južná Kórea, Čína, Taiwan, Izrael, Nórsko, Grécko, Španielsko, Veľká Británia. Táto spolupráca však zatiaľ nie je inštitucionalizovaná. Referát sa aktívne venuje spolupráci v rámci Fóra akadémii krajín V4, úzko spolupracuje predovšetkým s Akadémiou vied Českej republiky.
Do pôsobnosti referátu patrí v rámci SAV aj podpora excelentného výskumu a spolupráca s medzinárodnými vedeckými organizáciami, ako sú ALLEA (All European Academies), EASAC (European Academies Science Advisory Council) a ISC (International Science Council).
Referát bilaterálnej spolupráce sa aktívne zapája do činnosti Komisie SAV pre zahraničné styky.