组织报名
每年9月中旬，“希望杯”组委会办公室向各地组织机构下发下一年度“希望杯”的竞赛章程。各地组织机构开始组织学生报名。组织报名的工作于12月中旬结束。
命题
每年9月中旬，由数学研究人员、大学数学教授和优秀的中小学数学教师组成的“希望杯”命题委员会开始了下一年度“希望杯”的命题工作。命题工作的内容包括7个参赛年级的培训题、一试题、二试题。于此同时，命题委员会向全国的数学教育工作者和数学爱好者征集备选题。
为使试卷如期寄到各竞赛点，组委会组织大量人力物力分发试卷。每一个考点的试卷发运都要经过严格的程序，保证竞赛顺利进行。
各考点在同一时间开始和结束竞赛。每年三月中旬进行第一试，四月中旬进行第二试。
阅卷
各考点按命题委员会下发的评分标准对第一试的答卷进行阅卷和评分，在各校范围内按成绩择优确定进入第二试的参赛者。第二试结束后，各考点应立即密封试卷向“希望杯”全国组委会办公室寄出，由命题委员会进行阅卷、评奖。
评奖
参赛者按成绩分获一、二、三等奖，分别授予金、银、铜奖牌及获奖证书。考虑到各学校、各地区的生源及教学条件有较大差异，并且都有相对优秀的学生，二、三等奖中将有相应的比例授予非重点学校及边远地区的学校。组委会将向多所著名国内大学报送高二年级获金牌的学生的名单，以供今后录取时参考，部分优秀获奖学生将得到资助赴境外短期学习或留学。
授予一、二等奖获奖学生的指导教师“‘希望杯'数学竞赛优秀教练”称号及证书，授予三等奖获得者的指导教师中的优秀者“‘希望杯'数学竞赛优秀辅导员”称号及证书。
授予组织工作出色的地区或学校“希望杯”组织工作奖，授予有关负责人“数学教育优秀园丁”称号及荣誉证书。
所提供的备选题被采用的数学教育工作者或数学爱好者，将获得命题奖。
颁奖
为鼓励获奖学生，推动“希望杯”的发展，举行地区性或全国性的颁奖会。
交流与总结
每届“希望杯”结束后，全国组委会、命题委员会都会进行一系列的交流和总结活动：到各地或国外考察，组织讲学活动，培训教练员，组织夏令营活动，将试题汇编成书等等。