回龙抽水蓄能电站工程的规划选点工作始于1991年12月，河南省计经委和原河南省电力工业局先后于1992年5月和1994年3月审查了《河南省南阳地区抽水蓄能电站规划选点报告》和《南阳回龙抽水蓄能电站可行性研究暨初步设计报告》，审查同意下库坝址及坝型。1999年8月完成了可行性研究补充报告，2000年8月河南省计委批复同意兴建回龙抽水蓄能电站。

河南省电力公司为回龙抽水蓄能电站工程建设项目法人。水利部黄河水利委员会勘测规划设计研究院为勘测和设计单位，水利部上海勘测设计研究院为监理单位，河南省电力建设总公司受业主委托进行建安工程总承包。具体分包情况为：上、下库大坝由中国安能建设总公司水电武警项目部承建（其中下库大坝分包给中国水利水电第十一工程局），中国水利水电第一工程局承建引水发电系统及厂房标段施工，河南省电力公司第一火电建设公司承担机电安装标。

2001年2月施工单位开始进场，2001年3月15日下库清理、施工围堰和拦砂坎工程开始施工；2001年6月开始下库坝基开挖工程，2001年12月开始下库坝碾压混凝土施工，2002年2月下库进出水口工程开始，2003年5月13日下库所有灌浆工作结束，5月底下库大坝混凝土工程基本结束。