龙羊峡水电站距黄河发源地1684千米，下至黄河入海口3376千米，是黄河上游第一座大型梯级电站，人称黄河“龙头”电站。龙羊峡位于青海省共和县与贵德县之间的黄河干流上，长约37千米，宽不足 100米。黄河自西向东穿行于峡谷中，两岸峭壁陡立，重峦叠嶂，河道狭窄，水流湍急，最窄处仅有30米左右，两岸相对高度约200米～300米，最高可达 800米。
龙羊峡水电站建设从1976年开始，1979年11月实现工程截流；1982年6月开始浇筑主坝混凝土；1986年10月15日导流洞下闸蓄水；4台发电机组分别于1987年10月4日、1987年12月8日、1988年7月5日、1989年6月14日相继投产；泄水建筑物底、深、中孔在1987年至1989年期间相继投入使用；1990年主坝封拱高程至2610米；1993年工程销号，未完工的项目转入尾工工程施工。2000年8月《黄河龙羊峡水电站工程竣工验收安全鉴定报告》在西宁定稿，至此，龙羊峡水电站工程大坝安全鉴定工作全部结束。
泄水建筑物有溢洪道、中孔、深孔及底孔4层。右岸泄槽式溢洪道，设2个表孔，进口布置于右副坝上，由引水渠、溢流堰、明渠泄槽(水平与陡坡段)及挑流鼻坎等组成。堰顶高程2585.5m，设有滑动平面闸门与弧形闸门，孔口尺寸分别为12m×14.5m和12m×17m，最大泄流量4493m。差动式对称曲面贴角窄缝鼻坎挑流消能。
厂房为坝后地下混合式厂房，位于大坝下游约60～70m处。采用坝内压力钢管引水，钢管内7.5m，管壁厚20～40mm。主厂房内设4台单机容量32万kW的混流式水轮机发电组。水轮机转轮直径6m，转速125r/min，额定出力32.56万kW，最高效率93%，设计点效率91.5%。水轮发电机为半伞空冷式，额定电压15.75kV，额定容量355.6MVA，额定功率因数0.9。采用发电机－变压器组单元接线。