Đề án phát triển thể thao thành tích cao được chia làm 2 giai đoạn. Giai đoạn I (từ 2021-2025), tập trung đào tạo vận động viên các môn thể thao trọng điểm, như: Điền kinh, Pencak Silat, Muay, Taekwondo, Xe đạp, Cầu lông, Boxing, Quần vợt, Bóng đá nữ; đào tạo mới các môn: Kickboxing, Cử tạ; duy trì thường xuyên 3- 4 đội năng khiếu đào tạo tại Trung tâm Huấn luyện và Thi đấu Thể dục thể thao tỉnh. Giai đoạn II (từ 2026-2030), tiếp tục duy trì đào tạo vận động viên của 12 môn, đồng thời, phát triển thêm 2 môn Vật và Võ cổ truyền; đào tạo 4-6 đội năng khiếu và đào tạo tập trung vận động viên thành tích cao ở 14 môn thể thao trọng điểm.

Trung tâm Huấn luyện và Thi đấu thể dục thể thao tỉnh Sơn La được tỉnh giao nhiệm vụ đào tạo, huấn luyện vận động viên phục vụ các giải đấu thể dục thể thao. Trung tâm hiện có trên 140 vận động viên tuyển trẻ và tuyển tỉnh đang tập luyện thi đấu ở 11 bộ môn ưu thế của Sơn La, gồm: Muay, Pencak Silat, Taekwondo, Bóng đá nữ, Quần vợt, Bóng bàn, Boxing, Kickboxing, Cầu lông, Điền kinh, Xe đạp.
Hằng năm, tỉnh Sơn La đã phân bổ kinh phí đảm bảo phù hợp với thực tế và tập trung vào các nội dung: Chế độ dinh dưỡng, tiền công luyện tập, khen thưởng, sinh hoạt phí, trang phục thi đấu, bảo hiểm, hỗ trợ vận động viên sau khi trở về địa phương. Bên cạnh đó, đầu tư sân bãi, nhà tập chuyên dụng phục vụ đào tạo vận động viên một số môn, như: Boxing, Muay, Bóng bàn, Pencak Silat.., phòng phục hồi chức năng, giải trí; gửi các vận động viên tập huấn trong nước; đào tạo huấn luyện viên.
Từ năm 2021 đến nay, việc xây dựng hệ thống tuyển chọn, đào tạo vận động viên thành tích cao được thực hiện bài bản, khoa học. Hiện nay, Trung tâm Huấn luyện và Thi đấu thể dục, thể thao tỉnh Sơn La đang đào tạo 143 vận động viên; trong đó, 44 vận động viên đội tuyển tỉnh; 99 vận động viên đội tuyển trẻ tỉnh. Nhiều vận động viên của Sơn La đã được gọi vào đội tuyển quốc gia và đạt thành tích cao trên đấu trường quốc tế, điển hình, như: Bạc Thị Khiêm, Quàng Thị Thu Nghĩa, Lò Thị Hoàng, Tòng Thị Lý, Cà Thị Minh, Quàng Thị Nhung, Lường Ánh Tuyết, Cà Thị Quyên... Đến nay, toàn tỉnh có 76 vận động viên được phong đẳng cấp Kiện tướng; 161 vận động viên cấp I quốc gia.
Cơ sở vật chất phục vụ tập luyện, thi đấu luôn được quan tâm đầu tư, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho vận động viên; ngoài đào tạo tại chỗ, Trung tâm Huấn luyện, Thi đấu thể dục thể thao tỉnh Sơn La còn chủ động phối hợp liên kết đào tạo với các đơn vị, địa phương có điều kiện và thế mạnh trong cả nước cử vận động viên tham gia huấn luyện các môn mũi nhọn để tích lũy kinh nghiệm, rèn luyện tâm lý thi đấu... Hiện nay, toàn tỉnh Sơn La có 11 vận động viên đang tập luyện ở đội tuyển quốc gia ở các môn: Taekwondo, Pencak Silat; Xe đạp.

Sự đầu tư đồng bộ đã tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững của thể thao thành tích cao. Từ năm 2022 đến nay, các vận động viên của tỉnh Sơn La đã tham gia 123 giải thi đấu khu vực, toàn quốc và quốc tế, đoạt trên 444 huy chương các loại, gồm: 130 huy chương vàng, 105 huy chương bạc, 209 huy chương đồng. Trong đó, các vận động viên môn Taekwondo, Pencak Silat, Ném lao giành được 15 huy chương vàng và bạc tại các giải đấu khu vực, quốc tế, như: SEA Games 31, 32; ASIAD; giải vô địch thế giới và vô địch châu Á. Kết quả này từng bước khẳng định vị thế của Thể thao Sơn La trên đấu trường trong nước và quốc tế.
Mục tiêu của Thể thao Sơn La trong thời gian tới là Trung tâm Huấn luyện và Thi đấu thể dục thể thao tỉnh Sơn La sẽ tập trung đào tạo một số vận động viên tham gia vào đội tuyển quốc gia. Các huấn luyện viên cũng được tạo mọi điều kiện để nâng cao trình độ, huấn luyện, tuyển chọn, đào tạo, đánh giá khả năng phát triển thành tích của các vận động viên qua từng tuần tập.