Toutes les étapes de formation du sous-officier, de sa formation générale de 1^er niveau au 4e niveau sont gérées par l'ENSOA, quelle que soit leur spécialité. L'École est pilote du domaine de la formation du sous-officier.  Ce corps des sous-officiers est fort de plus 40 000 hommes et femmes.

Pour remplir cette mission principale, cinq bataillons de formation des élèves et un Groupement de perfectionnement des sous-officiers (GPSO) oeuvrent pour la formation continue des stagiaires. 600 militaires et personnels civils (cadres instructeurs et soutien à la formation) travaillent au profit de la formation.

A savoir

En 1984, l’ENSOA incorpore ses premiers élèves sous-officiers féminins, qui comptent aujourd'hui pour 20 % des sergents formés à l'ENSOA.

En 2023, l’ENSOA a accueilli et formé 6 600 élèves et stagiaires. Elle en attend plus de 6 800 en 2024 et jusqu'à plus de 8800 en 2030, sur des durées de stage allant d’une semaine à six mois désormais.

Les autres missions

L'ENSOA assure également la préparation aux différents concours et examens qui jalonnent la carrière d'un sous-officier.

Elle organise une préparation militaire supérieure d'une durée de trois semaines.

En partenariat avec de grandes écoles (INSEEC Bordeaux et Paris ; IPAG Paris), l’ENSOA organise des préparations militaires découverte d’une semaine au cours desquelles des étudiants, futurs cadres d’entreprise, sont mis en situation de leadership et de prise de décisions dans un contexte de fatigue et de stress.

Elle accueille chaque année les journées des présidents sous-officiers (JPSO) ainsi que la formation des primo PSO. 
Forte de ses compétences et expertises internes, elle réalise les stages de « formateurs de formateurs », de « référents instruction des régiments », d’anglais opérationnel avant projection en opérations extérieures ou en poste à l’étranger.

Enfin, depuis 2009 l’ENSOA forme annuellement 30 à 40 collégiens volontaires  pour être "cadets de la Défense". Ils sont ainsi formés au civisme et à la citoyenneté. Cette initiative ministérielle inscrite dans le cadre du « Plan égalité des chances » vise à permettre au plus grand nombre de jeunes citoyens de s’intégrer dans la société.