Le rôle du CDO s'inscrit dans le cadre de la transformation numérique de l'entreprise et, au sens large, de l'industrie car aucun secteur d'activité industriel n'échappe à cette profonde mutation. Le phénomène de digitalisation touche à la fois les produits et les services, les organisations et leurs salariés et le CDO se doit d'être actif sur tous les fronts. Pour cela, le PDG qui est souvent à l'origine de la nomination de son CDO lui réserve souvent un siège au comité exécutif de l'entreprise. Celui-ci se positionne alors comme le catalyseur de la transformation numérique de son entreprise et comme le responsable de la diffusion de la culture numérique dans toute l'organisation.
 
Selon l'Usine nouvelle, le CDO démarre en général sa mission par un état des lieux pour identifier les projets déjà en cours, les besoins de l'entreprise et les personnes clés déjà impliquées. Viennent ensuite la définition des priorités et de la stratégie numérique. Selon Lubomira Rochet, CDO chez L'Oréal depuis septembre 2014, deux aspects de la transformation numérique sont prépondérants. Le premier, ce sont les données qui soulèvent des questions techniques et éthiques. Le second, c'est la culture numérique qui doit être partagée d'un bout à l'autre de l'entreprise. Et sur ce dernier point, la DRH s'avère un précieux allié.
 
Du point de vue des ressources humaines, la transformation numérique des entreprises a un fort impact, tant au niveau du recrutement, de la formation, de la gestion des carrières et des conditions de travail. En matière de formation par exemple, il est souvent nécessaire d'organiser des modules de mise à niveau pour tous, grâce à des modules d'enseignement à distance, des Moocs ou des tutoriels. Quant au recrutement, si l'entreprise veut attirer les générations nées avec le numérique, elle doit modifier en conséquence les modalités de son action sur le marché du travail. Autre front sur lequel doivent travailler les équipes RH, l'organisation du travail et la lutte contre les silos qui sont vécus comme des freins à la stratégie numérique.
 
L'article indique que les CDO sont en général à la tête d'équipes réduites au minimum, de l'ordre d'une dizaine de personnes : "Des spécialistes du numérique, aux compétences multiples, agiles, capables de s’adapter et qui s’appuient sur des relais dans chacun des métiers de l’entreprise. Des digital champions qui ont déjà mis en place un projet, qui ont un parcours dans le numérique ou encore un goût prononcé pour celui-ci." Bref, une start up à elle toute seule.