主要由混凝土双曲拱坝、两岸潜孔滑雪式溢洪道各一座、左岸放空兼泄洪洞一条、右岸泄洪洞一条、过木道一条和坝后式厂房等组成。坝高157m，是20世纪80年代中国大陆上最高的混凝土双曲薄拱坝。坝内装设有自动安全监测系统。它的建成标志中国拱坝建设进入成熟时期。

水库正常蓄水位285m，总库容81.2亿m3，具有多年调节性能。泄洪建筑物采用较新颖的窄缝挑流消能方式。发电厂房位于坝下游，长106m、宽23m、高55.1m，安装单机容量12.5万kW水轮机组4台,总装机50万kW，是耒水干流上13个梯级水电站中库容和装机容量最大的主导电站。电站担负华中电网中补偿调节及调峰，对提高电网的质量有重要的作用；联合运行时，保证出力提高至30万kW。水库的调蓄功能在一般年份可免除下游3.0万亩农田的洪涝灾害，并使京广铁路灶市段的防洪标准提高至100年一遇水平；库区回水长160km，可发展航运。下游9km峡谷出口处建有小东江水电站，形成反调节水库,可保证泄放不小于30m3/s的流量时，下游永兴至耒阳段的航运得到改善。

坝基开挖采用三面预裂爆破技术；混凝土表面保护采用保温被和双层气垫塑料薄膜。保温被是粒状聚苯乙烯泡沫塑料装入编织袋内缝制而成，由插筋挂贴在横缝或上下游立面上。

双层气垫塑料薄膜是由2层带气泡的塑料薄膜重叠而成，预先粘贴在模板上，或在拆模后立即贴到混凝土表面。

1978年3月开工，1987年10月第一台机组发电，1988年6月全部投产。

坝址处呈“V”形河谷，两岸对称，宽高比2∶1。常水位时，河面宽20～40m，一般水深1～3m。河床沙砾石覆盖厚度3～5m。基岩主要为燕山期花岗岩，岩性致密、坚硬均一，主要断层有F3，主要裂隙有K6，坝址基本地震烈度7度，设计裂度8度。

坝址以上流域面积4719km2，多年平均流量144m3/s，实测最大洪水流量5310m3/s，调查历史最大洪水流量8400m3/s。大坝按千年一遇设计，洪峰流量13900m3/s，相应库水位289m；万年一遇加20%校核，洪峰流量24100m3/s，相应库水位293.4m，总库容91.5亿m3。正常蓄水位285m，相应库容81.2m3，死水位237m，调节库容56.7亿m3，属多年调节水库。水库面积160km2。共迁移人口49100人，淹没耕地3824hm2。

工程土石方总开挖量423万m3，其中主体工程137万m3；混凝土浇筑171万m3，其中主体工程146万m3；钢材10万t。

初期导流采用枯水期隧洞导流、汛期围堰过水方式。导流标准为20年一遇流量1760m3/s。导流隧洞为城门式，高13m、宽11m，包括上、下游明渠全长636m。上、下游围堰为混凝土围堰，高度分别33.8m和15.5m，共浇混凝土5.1万m3。后期采用导流洞与放空洞导流、坝身不过水的方式。

大坝混凝土浇筑采用2台20t辐射式缆机配6m3吊罐吊运入仓，1台10t平移式缆机作辅助吊运。后期采用了振捣车振捣。共

布置有3个混凝土拌和系统。混凝土为四级配，水灰比一般在0.5以下，掺用减水剂。大坝不设纵缝，薄层通仓浇筑。层厚为基础部位1m，其余2m。温度控制措施包括骨料预冷、埋设水管及仓面喷雾等措施。机口温度控制到10℃左右。初期混凝土浇筑时，出现了108条裂缝，其中1/4是贯穿性的，采用多种措施进行了处理。

坝基帷幕灌浆共4.5万m，固结灌浆4.2万m。由于F3断层对坝体应力影响不大，未作专门处理。K6裂隙斜切左岸坝基，影响拱坝应力和拱座稳定，并构成上下游的渗漏通道，采用在裂隙面深孔灌浆处理。