大古力水电站于1967年进行扩建，主要原因是：

①美国与加拿大订立了哥伦比亚河条约，加拿大在上游兴建3座大型水库，美国也要在支流上建几座大水库，使哥伦比亚河的径流得到充分调节，电站保证出力大大提高；

②大古力水电站所在的以水电为主的邦纳维尔电力系统，用超高压交直流输电线路与火电为主的加利福尼亚电力系统相联，使大古力水电站从担负基荷变为担负峰荷。经过多种方案比较，采用了在大坝右端去除一段坝体，再与主坝呈约60°交角接建前池坝和进水口，在前池坝下游建第三厂房的方案。首先需在不影响送电的情况下将原设在右岸坝端的开关站拆迁，再在右端水库轮廓线处修建围堰，以便去除一段坝体，然后建前池。最困难的是炸掉79.2米长的5个混凝土重力坝段，共要炸掉混凝土23657立方米。为安全起见，先开挖隔离槽，使要炸掉的坝段与保留的坝体及坝肩接头处都隔离开来，再开挖拟炸坝段靠近下游的基础，爆炸时使整个坝段倒向下游，再进行二次爆破，炸成小块，以便清除。在老坝段和新基础石方爆破时，都要保证原有工程的安全。扩建的前池坝，最大坝高61米，长356.6米，还建有一段翼坝，长56.7米。第三厂房长344米、宽65米、高79米。扩建工程所浇混凝土量共109万立方米。第三厂房内安装单机容量60万千瓦和70万千瓦机组各3台，其设计水头均达87米，单机最大出力分别可达73万千瓦和82.7万千瓦，总装机容量为390万千瓦。所用60万千瓦和70万千瓦大水轮机，设计水头均为86.9米，最大额定水头为108.2米，转轮直径分别为9.78米和9.9米，流量分别为815立方米/秒和930立方米/秒，转速分别为72和85.7r/min，最大保证率分别为93%和94%。每台机组分别由直径为12.2米的压力管道输水。压力管道的最大输水能力为7930立方米/秒。第一批60万千瓦的扩建机组于1975年8月正式投运，第4台(装机容量为70万千瓦)扩建机组于1978年4月并网发电，第5台和第6台机组于1980年5月全部建成发电。原有的18台机组，在70年代重新绕组，每台容量增加到12.5万千瓦左右。第一、二、三厂房及抽水蓄能机组，全部装机共649.4万千瓦。在前池坝下端还预留了2台70万千瓦常规水轮发电机组和2台50万千瓦的抽水蓄能机组的位置，进一步扩建后，计划总装机容量将达到888万千瓦，利用机组的超铭牌出力，最大峰荷出力可达1023万千瓦。扩建后，所发电力改用500kV超高压输送。