第一期工程于1989年?月开工建设，1992年4月竣工;第二期工程于1994年12月开工建设，1999年7月竣工。第一期、第二期工程共完成土石方量269.4万m3，混凝土量6.51万m3，钢材量2501.8 t，工程总投资为1.94亿元。

在电站运行中压力钢管已承受了全甩负荷考验，未出现异常情况，经济效益和社会效益显著。

2011年6月29日，总投资1.2亿元，装机3万千瓦、预留机组3万千瓦的亚洲超千米级高水头电站--桂林天湖水电站二期工程破土动工，计划于2013年"五一"前竣工运行。工程完工后，更能充分发挥出天湖水电站蓄水调节的优势，改善桂北电网枯水季节用电高峰期的紧张状况，减轻现有的两台机组常年高负荷运行的压力，减少或避免汛期，特别是暴雨期间水库发生溢流的情况，提高发电能力。二期工程投产后，可以更好地为地方工业生产和民众生活提供电力保障。