1957年4月13日，黄河三门峡水电站枢纽工程正式开工。
开工的这一天，三门峡工地红旗招展，峡谷两岸挤满了欢笑的人群。
头戴柳条帽、身穿劳动服的5000名三门峡工程施工人员，第一次在这里集会，大家庄严宣誓，表达将黄河治理好的决心。
隆重而俭朴的开工典礼在三门峡河中间的鬼门岛和河南岸的山坡上举行。主席台设在鬼门岛上，两旁悬挂着对联：
根治水害，开发水利。
与鬼门岛隔河相对的南岸狮子头岩石上，原刻着“峭壁雄流鬼斧神工”八个大字的地方也有一副对联，写着：
根治水害有日，黄河变清有期。
三门峡工程局局长刘子厚在致词中号召全体职工：
在施工中要坚决贯彻国家增产节约的精神，开展先进生产者运动。
水利部部长傅作义在讲话中要求：
黄河中游地区的人民做好水土保持工作，下游地区的人民继续加强修堤防洪工作。
苏联专家代表波赫表示：
为了让中国人民历年来的理想实现，让三门峡水利枢纽不仅在中国，而且在全世界成为有创造性的和平劳动的象征，苏联政府已指定最优秀的工程师参加三门峡工程的设计与建设。
河南省省长吴芝圃明确表态：
河南人民由于过去身受黄河水害今后又将先得其利，因而对于这个工程的开工特别兴奋鼓舞，河南人民一定要走在支援队伍的最前列。
职工代表和青年代表纷纷表示：
要把自己的智慧和汗水献给伟大的治黄事业。
职工代表和青年代表将20多份增产节约、超额完成计划、安全生产的保证书献给党。局党委书记刘子厚和副书记张海峰、王化云接受了这些保证书。
大会还宣读了苏联列宁格勒设计院和黄河流域规划委员会等部门的贺电，以及来自全国各条战线的贺信。
12时55分，局长刘子厚宣布：
黄河三门峡水利枢纽工程开工！
顿时，左岸人门岛下响起隆隆的开山炮声，峡谷中不时升腾起和平建设的五彩硝烟，岩石碎块亦如礼花般漫天飞舞……
第二天，《人民日报》在显著位置发表社论：
《大家来支援三门峡啊！》，为三门峡水利枢纽开工呐喊助威，营场造势——伟大的人民治黄事业，从此迈开了治理与开发并重的新步伐。
由于前期工作准备充分，加之施工队伍政治素质好，技术力量强，机械化程度高，施工很快便进入高潮，工程面貌日新月异。
根据设计施工方案，三门峡工程巧妙地利用河谷中鬼门、神门和人门三个石岛，将整座大坝分为两期进行施工。
左岸为第一期工程，包括溢流坝、隔墩坝和与张公岛相连接的隔墙基础开挖；第二期工程主要是大坝右岸电站坝体和电站厂房等部位的基部挖掘。
按常规，一期工程应在三面围堰的保护下施工。但由于开工时正值春季，汛期将至，已来不及修筑保护围堰。工程指挥部精心筹划，充分利用当时黄河水情和地形特点，科学制订施工方案，不但确保了工程质量，而且施工进度突飞猛进，当年便按计划完成了40多万立方米的基础开挖及其他附属工程施工等任务。
在三门峡工程建设最紧张阶段，正赶上国家经济政策调整。由于局党委一班人始终保持清醒头脑，施工质量保障体系严密规范，质检人员恪尽职守，监督措施落实到位，所以，虽然施工进度突飞猛进，但工程质量堪称一流，至今在国内尚无与伦比！
黄河截流是工程建设中的一场攻坚战。
1958年11月16日，截流总指挥部召集一次会议，再次落实战前的各项准备工作。黄河三门峡工程局党委书记李浩、三门峡市委书记刘莱以及三门峡市市长、黄河三门峡工程局局长谢辉，总工程师汪胡桢、总指挥齐文川、王英先、张省吾、吴师德等有关人员参加了会议。
然而，就在会议准备开始的时候，苏联专家打来了要求延缓截流的电话。
指挥部成员们立即停止会议，赶往专家组进行磋商。
苏联专家认为：三门峡大坝截流的流量设计要是1000立方米每秒，但目前的实际流量是2030立方米每秒，超设计流量一倍以上，现在进行截流，没有成功的把握。
11月17日，河水流量仍为2030立方米每秒，超过设计流量一倍多。在这种情况下截流，危险性相当大，但若推迟截流，工程将拖后一年。
局党委经过缜密分析，决定自17日9时起，先进行截流演习。
17日这一天，天气明朗，万里无云，虽然是隆冬季节，但初升的太阳却把峡谷照耀得春光明媚。
谢辉特意刮了胡子，穿上了多年未穿的中山服，嘴里哼着小曲，一大早就来到了工地，显示出他对这次演习充满了信心。
截流演习指挥部是用木板和苇席在鬼门上临时搭建起来的。这里居高临下，所有情况尽收眼底。
上午8时，参与截流演习的指挥员、战斗队员全部就位待命。载满大石块、小石块、铅丝笼的汽车，一字排开从三门沟料场一直排到截流进口的黄河边上，河岸上站满了观望的人群。
9时整，截流总指挥谢辉庄严地宣布：
现在截流演习开始！
顷刻间，工地上机声隆隆，40多部大型汽车一辆接一辆紧张有序地向黄河中投放着料物；推土机迅速地将汽车抛撒下的石块、砂料推到“龙口”，将进占区场地整平；突击队员们精神抖擞地站在激流滚滚的黄河边上，指挥汽车安全快速地卸料。
第一天，进占3米；第二天，进占5米；第三天，进占4.6米。
三天成功的截流演习极大地鼓舞了建设者的士气，大家一致要求一鼓作气，截断神门！
气可鼓而不可泄，“演习”直接演变成一场机械化大兵团实战：50多辆载重分别为10到25吨的各种型号自卸车，昼夜不停地奔驰着，满载着一车车的岩石，从右岸横过鬼门溢流桥，跃上鬼门岛；旋即一个急转身，背对着指向对岸的戗堤尽头，吼叫着直逼神门河心。
进占的速度越到后来，就明显地慢了下来，一车一车的大石料，倾倒在黄河里，一个波浪卷来，立即被卷得无影无踪。
谢辉急得蹲在截流现场，不断地给施工人员打气。
第一班工作8个小时，进占4米，却又被河水冲走了3米；第二班接班后，值总指挥王英先召集有关人员认真分析了形势和面临的情况，决定加大实力，组织一次攻艰战。
经过分析，他们提出了新的作战方案，把原来两排进占的汽车改为三排，第一排装运大石、铅丝笼、四面体，第二排装中石，第三排装运碎石料，层层相压，第次四部汽车同时抛料后，推土机迅速碾压推平，以增加戗堤的坚实性和抗洪水冲击力。
经过连续33小时在神门河中抛投3.2万立方米石渣、700块3至5吨大块石、80块重达15吨的混凝土四面体，神门河成功合龙。
值班人员迅速把情况报告正在史家滩礼堂听苏联专家关于截流报告的张海峰总指挥。当张海峰把这一激动人心的消息在会上公布后，参加会议的人员立即“哄”的一声站起来，争先恐后地向工地奔去。
在庆功会上，记者们都被眼前这种在超过设计流量两倍的情况下，短短7天时间里，胜利截断黄河的现实所震撼了。就连苏联专家们也为这种具有中国特色的施工方法以及中国人特有的神奇力量而感到惊叹。
随后，又陆续采用立堵加钢管拦石栅结合瞬时爆破法，一举封堵了神门岛泄水道。
11月25日，截流指挥部宣布：
经过7天又21小时45分钟的紧张战斗，截流工程于当日6时45分基本结束。神门河和神门岛中间的泄水道已全部堵塞，鬼门河的闸门早已安装好，随时可以落闸截流。
截流成功后，大坝第二期工程，电站坝体、电站厂房的基础开挖工作也迅速展开。
在这一阶段，建设者们同样遇到了前所未有的困难。在经鬼门、神门和人门三股激流汇集冲刷的河床中，有一条长约250米、宽约60米、深30米的河槽，人称“龙宫”。整个电站坝体和电站厂房及尾水渠的基部淤泥达4万立方米。
由于该部位无法进行机械施工，只能靠人力挖。当时正值三九严冬，天寒地冻，三门峡工程局从局长、书记到一线工人，全局动员挖“龙宫”。就这样，1500人的队伍，50多天的连续奋战，硬是把这座深藏于水下千百万年的龙宫挖掘一空！
一座总长1047.4米，高104米的巍峨大坝屹立在万里黄河上，拦住了东去的滔滔黄河水，在大坝上游形成了一个碧波荡漾，长100公里、蓄水达300多亿立方米的人造湖，使“黄河清”这一千古企盼变为了现实。
火热的激情，最容易在诗人的心中燃烧：
郭沫若慨然挥毫泼浓墨：
炸将神鬼化为烟，从此安澜亿万年。人道河清圣者出，圣人已出自戡天！
贺敬之喝令李白改诗句：
黄河之水“手中”来！
郭小川更将心血化酒浆：
高举杯盏，祝贺我们的祖国，通过了又一次严峻的考验！
和着诗歌的铿锵节拍，靠着顽强拼搏、迎难而上的革命英雄主义气概，建设者们创造了一项又一项新中国水电工程建设史上的奇迹。
自1958年3月浇筑大坝第一罐混凝土起，当年便完成了隔墙、隔墩、溢流坝底孔等部位的混凝土浇筑；同时，大坝混凝土掺用大量粉煤灰，节约优质水泥22300吨，这项新工艺亦属当时国内首创。
1959年4月，第二期大坝工程中的右岸坝基开挖和处理工作全部完成，为大坝全线浇筑创造了条件。局党委审时度势，发出“大战一百万”的号召，当年即创下浇筑量100万立方米的国内纪录。
1960年9月，三门峡工程较原定工期提前一年多基本建成。自此，一座人民治黄的里程碑，承载着国人“俟河之清”的千年梦想，在这个贫穷落后的东方大国腹地，横空出世！
1960年9月14日，三门峡水利枢纽下闸蓄水，开始拦洪运用。
由于三门峡工程最初按照“蓄水拦沙”指导思想设计，泄洪排沙能力严重不足；加之中游地区水土保持工作未能达到预期目标，因而导致三门峡枢纽工程在1960年蓄水后不到一年时间，库区泥沙淤积达15亿吨，在渭河入库口形成拦门沙，回水倒灌威胁西安和关中平原。
1962年春，水库运用方式改为“滞洪排沙”，但毕竟泄流排沙能力太小，库区泥沙淤积曾一度高达47亿吨，改建势在必行。
为解决三门峡枢纽在设计中的先天不足，确保西安和下游的防洪安全，使其早日发挥效益，在周恩来总理的亲切关怀和直接指导下，从1964起，先后对枢纽工程进行了增设和改造“两洞四管”、打开1至8号原施工导流底孔的两次改建。
1973年汛后，水库开始采用“蓄清排浑”运用方式，基本实现了冲淤平衡。陆续安装了5台总容量为25万千瓦国产发电机组，实现了发电生产。枢纽工程的两次改建及泥沙处理探索实践，培养锻炼了一大批泥沙专家；其科研成果荣获1978年全国科学大会奖。
1983年，原水电部决定：
以三门峡水电厂和水电十一局第三工程处为基础，成立三门峡水利枢纽管理局，负责统一管理三门峡枢纽工程，承担枢纽泄流工程二期改建的组织实施等任务。
