在全国人大通过兴建议案后，1993年，国务院设立了三峡工程建设委员会，为工程的最高决策机构，由国务院总理兼任委员会主任。此后，工程项目法人中国长江三峡工程开发总公司成立，实行国家计划单列，由国务院三峡工程建设委员会直接管理。1994年12月14日，各方在三峡坝址举行了开工典礼，宣告三峡工程正式开工。

三峡工程的总体建设方案是“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”。工程共分三期进行，总计约需17年，目前已全部完工。

一期工程从1993年初开始，利用江中的中堡岛，围护住其右侧后河，筑起土石围堰深挖基坑，并修建导流明渠。在此期间，大江继续过流，同时在左侧岸边修建临时船闸。1997年导流明渠正式通航，同年11月8日实现大江截流，标志着一期工程达到预定目标。

二期工程从大江截流后的1998年开始，在大江河段浇筑土石围堰，开工建设泄洪坝段、左岸大坝、左岸电厂和永久船闸。在这一阶段，水流通过导流明渠下泄，船舶可从导流明渠或者临时船闸通过。到2002年中，左岸大坝上下游的围堰先后被打破，三峡大坝开始正式挡水。2002年11月6日实现导流明渠截流，标志着三峡全线截流，江水只能通过泄洪坝段下泄。2003年6月1日起，三峡大坝开始下闸蓄水，到6月10日蓄水至135米，永久船闸开始通航。7月10日，第一台机组并网发电，到当年11月，首批4台机组全部并网发电，标志着三峡二期工程结束。

三期工程在二期工程的导流明渠截流后就开始了，首先是抢修加高一期时在右岸修建的土石围堰，并在其保护下修建右岸大坝、右岸电站和地下电站、电源电站，同时继续安装左岸电站，将临时船闸改建为泄沙通道。整个工程已全部完工。