思林水电站的勘测设计始于20世纪70年代。贵阳院于1984年3月提出《乌江干流补充规划思林梯级工程地质报告》，1986年7月提出《乌江构皮滩至思南河段开发规划报告》。
1987年元月贵阳院开始思林水电站可行性研究工作，于1990年7月提交《思林水电站可行性研究报告》(相当于预可研报告)。
1991年元月贵阳院开始思林水电站初步设计工作。1994年12月完成《乌江思林水电站初步设计报告》，并根据水规字(1994)0006号文《关于调整水电工程设计阶段的通知》，将报告改为《乌江思林水电站可行性研究报告》。
1995年5月13-17日，水电总院会同贵州省计委主持召开了乌江思林水电站可行性研究报告(等同原初步设计报告)审查会议，并通过了审查。
2001年9月，乌开司委托贵阳院编制思林水电站可行性研究报告复核工作大纲。贵阳院于2001年11月提交《乌江思林水电站可行性研究报告复核工作大纲》，并根据乌开司要求，于2002年8月开始思林水电站可行性研究报告修编工作。
二、主要设计负责人
贵阳院于2002年8月成立思林水电站勘测设计项目部，韦晓明任项目经理，吕军任设总。2003年4月，李宇任项目副经理，2003年12月，徐光祥任项目副经理。2004年8月，吕军任项目经理，2005年1月，罗光其、张超杰任项目副经理，金诚任项目设总。2007年11月，金诚任项目经理，龙起煌任项目设总。
三、可研修编阶段主要工作内容
1、水库实物指标全面复核;
2、延长径流系列;1991年-1999年;
3、分析受构皮滩水电站水库调蓄影响下的思林水电站设计洪水;
4、编制水土保持方案报告书;
5、根据近年来颁发的设计规范和机电设备制造水平，对水工、施工、机电等设计内容进行布置优化、结构复核以及设备选型;
6、根据编制年的政策和价格水平进行设计概算重编。
2003年11月，贵阳院编制了《乌江思林水电站工程项目建议书》，2004年4月，中国国际工程咨询公司对项目建议书进行了评估。贵州省发改委和乌开司申报了《乌江思林水电站工程项目建议书》。
2005年5月，贵阳院编制完成了《乌江思林水电站"三通一平"等工程环境影响报告书》，同月通过了贵州省环境工程评估中心组织的审查。
2005年5月，贵阳院编制完成了《乌江思林水电站工程水土保持方案报告书》，并通过了水电总院组织的技术评审。
2005年6月，贵阳院编制完成了《乌江思林水电站环境影响复核报告书》，同月通过国家环保总局环境工程评估中心组织的技术评审。
建设征地及移民安置规划设计工作从2003年7月开始，历经实物指标调查、移民安置规划、征求意见后修改和可研报告审查后修改4个阶段的工作，于2005年8月完成《思林水电站建设征地及移民安置规划设计报告书》(审定本)。
2005年6月，贵阳院完成了《乌江思林水电站可行性研究修编报告》，同年7月29日至8月1日，水电总院在贵阳主持召开了乌江思林水电站可行性研究修编报告审查会，并通过审查。
2006年10月，国家发改委以发改能源(2006)2263号文同意建设乌江思林水电站，工程正式开工。大坝碾压混凝土于2006年11月开始浇筑。
四、可研修编阶段主要成果
1、设计洪水成果的确定
考虑了构皮滩水电站的调蓄作用，校核洪水标准(P=0.02%)洪水由35400立方米/秒减少为33700立方米/秒，设计洪水标准(P=0.20%)洪水由27900立方米/秒减少为26600立方米/秒。
据此，拟定了7个表孔(孔口尺寸13米×21.50米，堰顶高程418.50米)、1个底孔的泄洪方案与可研阶段7个表孔(孔口尺寸15米×20米，堰顶高程420米)、2个底孔方案进行比较，并结合通航建筑物轴线位置调整，最终选定7个表孔、1个底孔方案为泄水建筑物的孔口布置方案。
2、取消尾水调压室
经过调节保证计算论证取消了尾水调压室，尾水系统采用1洞1机的布置方式。根据水力学模型试验成果，戽式消力池消能较充分，池后水流稳定，确定尾水出口紧靠戽式消力池出口外侧布置的方案。同时鉴于一、二号机组尾水隧洞相对较长，为满足机组尾水管真空度要求，加大了一、二号机组尾水隧洞的断面尺寸。
3、通航建筑物中心线外移
结合溢流前缘宽度的缩窄，将通航建筑物中心线外移34米，通航线路长951.80米，缩短了144.84米，边坡高度由原设计200米降低至170米，减少了边坡开挖及支护工程量。通航建筑物塔楼段根据布置较原方案上移149米，基础布置于T1y2-2，基础及边坡稳定条件有明显改善。
五、施工设计优化
施工图设计阶段，根据开挖揭露的地质情况和设备招标情况，贵阳院进一步开展设计优化工作:
1、根据左、右导流洞开挖揭露的地质条件，通过大量水力学分析和结构复核工作，部分洞段改全断面混凝土衬砌为混凝土+喷混凝土联合衬砌，为2005年11月工程截流提供了技术保障，同时节约投资约5000万元;
2、根据大坝建基面物探成果和岩体物理力学指标复核，通过坝体稳定和应力计算复核，水力学模型试验验证，大坝建基面平均抬高5米。
3、根据水轮机组招标情况，进一步复核调节保证计算后，一至三号机引水隧洞调整为空间交叉布置。
