国家电投拥有水电项目开发和总承包资质，在做好移民和生态保护的基础上，按照国家“流域、梯级、滚动、综合”的开发方针，以黄河上游流域、湖南沅水流域为重点，有序推进流域梯级水电站的开发建设，成功打造了两个流域的水电梯级清洁能源基地。
截至２０１６年１２月底，集团公司水电装机规模为２１５９.６７万千瓦，共有运行水电站１４４座（含境外），分布在境内青海、湖南、云南、贵州、广西、四川等１２个省区和境外缅甸、澳大利亚、智利３个国家。已投入商业运行的百万千瓦级以上水电站有龙羊峡水电站、 拉西瓦水电站、 李家峡水电站、 公伯峡水电站、 积石峡水电站、五强溪水电站和三板溪水电站。在建水电站１２座，总容量９１.０５万千瓦。
除在国内开发水电之外，在缅甸伊江上游计划开发建设７级电站及一座配套施工电源电站（小其培电站），总装机容量２１６０万千瓦，设计年均发电量约１１４０亿千瓦时。
黄河上游河段规划梯级３９座，规划装机２４６４万千瓦。目前，黄河上游河段已建成２４级，装机１４９８.５３万千瓦；在建Ｉ级，装机２２万千瓦。国家电投负责开发共有１６级，装机１７１８.０２万千瓦，其中已建成发电１０级，装机１０３８.５２万千瓦；正在开展前期工作２级，装机３８０万千瓦，其余均处于规划阶段。
沅水是长江一级支流规划梯级１４座水电站，规划装机５１１.３万千瓦。目前，沅水流域已建成１０级，装机３９５.８万千瓦；在建设２级，装机１０１万千瓦。国家电投负责开发电站有７级，共４１４万千瓦，目前全部建成投产。
黄河上游龙青段规划中的第二座大型梯级水电站。单机容量７０万千瓦，总装机容量３５０万千瓦，２０１０年５台机组全部投产发电， 年平均发电量１０２亿千瓦时。 大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高２５０米， 总库容１１亿立方米， 是中国北方地区大坝最高、装机容量最大、发电量最多的水电站。
中国自行设计、施工的大型水力枢纽，代表着80年代中国水电工程的最高水平。电站单机容量３２万千瓦， 总装机容量１２８万千瓦，年平均发电量６０亿千瓦时。
是黄河上游龙青段规划中的第四座大型梯级水电站，是黄河公司成立后投资建设的第一座水电站。电站单机容量３０万千瓦，总装机容量１５０万千瓦，年平均发电量５１.４亿千瓦时。枢纽工程主要由混凝土面板堆石坝、右岸引水发电系统和泄水建筑物三大部分组成，最大坝高１３２米。电站于１９９８年开始施工准备，２００１年８月８日正式开工建设，２００４年８月下闸蓄水，９月首台机组投产发电标志着我国水电装机容量突破１亿千瓦。电站从浇筑混凝土到第一台机组投产发电，工期仅为２７个月，在同类型电站建设中工期最短。公伯峡水电站工程被树为中国水电建设的样板工程，电站在建设中实施３２项设计优化，首次开展大型竖井式水平漩流消能工技术的研究与应用；首次采用混凝土挤压墙技术，获国家专利。先后荣获“鲁班奖”、“中国土木工程詹天佑奖”、“国家环境友好工程奖”、“新中国成立６０年百项经典建设工程”、“国家优质工程３０年经典工程奖”、“中国电力优质工程奖”、“青海江河源杯”、“青海省科技进步一等奖”等诸多荣誉。
湖南省最大的水电站，电站单机容量２４万千瓦，总装机容量１２０万千瓦，电站以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益。
位于珠江流域，电站因规模巨大、水电机组众多、装机容量大被业内专家称为“世界级贯流式机组水电工程”。枢纽从右到左横跨两岛三江，电站安装１５台单机容量４.２万千瓦的灯泡贯流式机组，库区设防护排涝泵站１３座，配套变电站２座。
位于贵州省锦屏县境内，是沅水干流唯一具有多年调节性能的龙头电站，对下游梯级电站补偿效益显著，为国家重点工程建设项目。电站安装４台２５万千瓦混流式机组,总装机容量１００万千瓦，概算投资６１亿元。大坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高１８５.５米，为世界同类型第三高坝。工程于２００２年７月正式动工，２００３年９月大江截流，２００６年底４台机组全部投产。
