설치시기는 분명하지 않으나 문종(文宗) 관제(官制)에 나타나는 것으로 보아 적어도 문종 때나 또는 그 이전까지 설치시기를 소급할 수 있다.
문종관제에 의하면 사(使)는 사면에 각각 2인으로 하되, 직사3품(職事三品) 이상으로 하였고 부사(副使)와 갑과권무(甲科權務)의 판관(判官)이 각각 4인으로 구성되었다가, 1391년(공양왕 3)에 혁파되었다.
사면도감(四面都監)의 규모는 사가 8인에 부사·판관이 각각 16인이나 되었으며, 사 8인이 직사3품 이상이었다는 사실은 이 기구의 중요성을 말해주는 것으로, 수도를 중심으로 한 동서남북의 방위를 책임맡고 있던 관부임을 알 수 있다.
『고려사(高麗史)』에 의하면 변고가 있을 때 사면도감 관원은 먼저 개성부(開城府)에서 1리(里)에 1인씩을 거느리고 방위에 나아간다고 하였는데, 이것은 본래 사면도감이 전국적인 규모였으나, 공민왕(恭愍王) 때에 축소되어 개성부의 관할범위를 크게 넘지 못하는 기구로 바뀌었음을 말하는 것이다.