Строительство ГЭС началось в 1950 году, закончилось в 1961 году. ГЭС является средненапорной гидроэлектростанцией руслового типа. Состав сооружений ГЭС:
* бетонная водосливная плотина длиной 725 м, наибольшей высотой 44 м;
* земляная намывная плотина длиной 3249 м и наибольшей высотой 47 м, состоит из правобережного руслового участка длиной 1193 м, пойменного участка длиной 803 м, левобережного участка длиной 1253 м;
* здание ГЭС совмещённого типа длиной 736 м, состоящее из одиннадцати агрегатных секций по два гидроагрегата в каждой;
* рыбоподъёмник;
* двухниточные двухкамерные судоходные шлюзы с аванпортом, низовым походным каналом и водосбросом;
* межшлюзовая ГЭС;
* ОРУ 220 кВ;
* ОРУ 500 кВ.
По сооружениям ГЭС проложены железнодорожный и автомобильный переходы.
Мощность ГЭС — 2582,5 МВт (вместе с межшлюзовой ГЭС — 2593,5 МВт), среднегодовая выработка — 11,1 млрд.кВт·ч. В здании ГЭС установлены 22 поворотно-лопастных гидроагрегата ПЛ587-ВБ-930, работающих при рабочем напоре 20 м: 17 — мощностью по 115 МВт, 3 — мощностью по 125,5 МВт и 2 — мощностью по 120 МВт, а также агрегат рыбоподъёмника ПЛ30-В-330 мощностью 11 МВт. В здании межшлюзовой ГЭС, конструктивно являющейся частью гидроузла, но юридически не относящейся к Волжской ГЭС, установлено два поворотно-лопастных гидроагрегата ПЛ30-В-330, работающих при расчётном напоре 17 м. Производитель гидротурбин основных гидроагрегатов станции (6 лопастей, диаметр рабочего колеса 9,3 м) и всех гидрогенераторов — ОАО «Силовые машины», гидротурбин рыбоподъемника и межшлюзовой ГЭС (6 лопастей, диаметр рабочего колеса 3,3 м) — харьковское предприятие «Турбоатом».
Напорные сооружения ГЭС (длина напорного фронта 4,9 км) образуют крупное Волгоградское водохранилище.
Электростанцию проектировали 11 научно-исследовательских институтов во главе с «Гидропроектом».
Волжская ГЭС входит в состав ОАО «РусГидро» на правах филиала.
