在宁夏回族自治区党委、政府的领导下，在自治区有关部门紧密配合下，沙坡头工程前期工作进度较快、进展顺利。1999年9月国务院正式批准立项，年底编制完成了可行性研究报告。 2000年2月水利部水利水电规划总院审查通过可研报告，4月国家环境保护总局、水利部水土保持司、水规总院审查通过项目环境评价报告和水土保持报告，6月中国国际工程咨询公司评估通过可研报告。

2001年2月国务院批准可行性研究报告。3月枢纽工程初步设计编制完成，4月10日至13日水利部水规总院对初步设计进行了审查，5月10日正式通过审查，5月30日经水利部批准。枢纽临时工程自2001年年底开工以来，主要施工项目全部完成并已投入使用。2001年10月10日导流明渠砼浇筑完成，11月4日全部完工，比计划提前了52天；砂石砼拌和系统、美利渠临时引渠、施工供水、供电等工程均比计划提前完工并投入正常使用。沙坡头于2001年11月25日顺利实现截流。2004年3月下闸蓄水，2005年5月主体工程全部完工。至2006年年底，累计发电120766万kW·h，累计灌溉引水15.33亿立方米。发挥了较好的社会和经济效益。

2007年9月9日至10日，水利部会同宁夏回族自治区人民政府成立竣工验收委员会，在黄河沙坡头水利枢纽现场共同主持进行了黄河沙坡头水利枢纽工程竣工验收。验收结论认为，工程已按批准的设计内容建设完成，工程质量合格，尾工已作安排。工程投资控制合理，财务管理规范，竣工财务决算已通过审计。工程已通过各专项验收。枢纽建筑物经正常蓄水位运行，工作性态正常，工程运行良好，已发挥了较大综合效益。竣工验收委员会同意黄河沙坡头水利枢纽工程通过竣工验收。