以毛泽东为首的中共中央常委，早在20世纪50年代就提出了建设三峡工程的设想，以期从根本上解决长江中下游的洪灾，变水患为水利。李先念不仅完全赞同，还于1958年春陪同周恩来实地考察了三峡工程坝址和三峡库区。
考察结果，形成了经中央政治局批准的中共中央《关于三峡水利枢纽和长江流域规划的意见》。
1970年10月30日，武汉军区和湖北省革委会向毛泽东、中共中央和国务院递交了《关于长江葛洲坝水利枢纽工程的请示报告》，而后又和水电部一起起草了《关于长江葛洲坝工程几个技术问题的落实情况》报告，并要求派人来京作详细汇报。
12月13日，李先念在报告上批示：
总理何时接见，请定。湖北已来三十人，张体学、朱业奎等。
12月16日，周恩来主持会议，和业务组有关成员、有关部委负责人一起听取葛洲坝工程设计汇报，主持起草了《中共中央关于兴建宜昌长江葛洲坝水利枢纽工程的批复》，呈毛泽东审批。
1970年12月26日，毛泽东在他生日这一天指示同意修建葛洲坝。1971年元旦，10万人举行了葛洲坝第一期工程开工典礼，葛洲坝工地沸腾了。
然而，这样举世瞩目的工程，准备工作很不够，施工盲目性很大，没有经过反复论证的正式完整的设计方案，是在边勘测、边设计的情况下开工的，所以设计方案成了当时的关键问题。而水利专家对设计方案分歧很大，不同意见争论激烈，相持不下。
4月28日，国务院业务组听取葛洲坝枢纽布置方案汇报后，李先念、李德生、华国锋发表意见。
李先念根据20多年的治水经验，特别指出航运的重要性。他说：“发电、航运必须兼顾。发电比较固定了，航运要发展。不能按目前长航运量和地方130万吨作为考虑运量的根据。”
李先念不同意“在保证发电的前提下，争取把航运搞好一些”的说法，并严肃指出：“长江可不能搞断了，搞断了千万人要骂娘的。大家考虑一下，客观一点，只能说服不能压服。我参与丹江口工程，我讲，要修丹江水库，必须修船闸，不通航就不要修。”
李先念接着说：“宁肯少发10万千瓦电，也要保证通航。航运解决不了，不能补救，不能搞飞船。”
李先念积极提倡在设计方案上要各抒己见，畅所欲言，讲究科学。
李先念说：
希望大家不要有成见，科学嘛，不是成见来解决问题，实事求是，认识不一，辩论一下有好处。
会后，参加葛洲坝设计方案讨论的各有关部门负责人和水电专家集中20多天时间，对设计方案提出意见；同时又派人到工地发动群众，结合模型试验，反复讨论。最后，基本上统一了认识，形成了《关于葛洲坝枢纽布置修改方案的报告》。
6月20日，李先念对该报告作了三点批示：
一、同意德生同志对救船、救木、救鱼的意见。
二、根据总理指示，报告暂不批，但工地可依此方案进行工作。
三、把报告印发毛泽东、军委办事组和业务组同志。
6月23日，周恩来主持会议，和业务组成员及有关部委负责人一起讨论修改方案报告，并发表了重要讲话。
在此期间，李先念对解决葛洲坝施工所需设备、工程施工、设备研制等问题都作了批示，让有关部门负责妥善办理。
此次汇报会后，根据国务院的指示，武汉军区、湖北省革委会和国务院六部委召开了有340多人参加的初步设计现场审查会议，并将审查情况向国务院写了报告。
李先念十分关注这次会议，每期简报都仔细阅读。看了会议报告后，立即让工作人员送给国家计委、国务院办公室和国家科委，让他们研究会议提出的问题。
1972年，国务院对葛洲坝枢纽工程再次重新审查。
4月19日，李先念主持会议，和国务院业务组成员及六部委的负责人一起听取张体学汇报葛洲坝情况。他特别强调必须确保工程质量，不要再重犯错误。
而后，国务院又派出由建委、交通部、一机部、农林部、水电部等有关负责人组成的联合调查组和湖北省一起研究葛洲坝存在的问题和解决措施。
11月，周恩来3次主持会议期间，和李先念等业务组成员一起研究葛洲坝工程问题。
根据实际情况，李先念断然决定停工整顿，组织科学技术委员会，重新修改设计。
李先念说：
葛洲坝问题，总理已于21日开会决定工程暂时停止，待设计基本定下来后再开始。这样大的且无经验的工程边勘测、边设计、边施工是不行的。
而后，国务院向毛泽东、中共中央写了《关于当前葛洲坝工程建设中存在的问题和采取措施的报告》。
“报告”中说：
十一月初，我们请张体学、林一山和工地的部分同志再次来京，在总理主持下，听了汇报，进行了研究。大家一致认为，葛洲坝工程的最大错误，是性子急了，没有搞好科研、设计，就仓促上马，盲目施工。同时工程质量粗糙，有的必须炸掉重建，造成了很大浪费。这种情况不能再继续下去了，应当把工程暂停下来，集中力量，抓紧进行科研和设计工作，认真总结经验，整顿施工队伍，做好下一步施工准备。
为了加强对技术工作的领导，国务院决定组成葛洲坝工程技术委员会，由林一山全权负责工程地科研、设计工作。
同时，将上述9人《关于修改葛洲坝工程设计问题的报告》也一并送毛泽东、中共中央。
经毛泽东、中共中央同意，葛洲坝工程暂时停工。
这一重要决定，对以后葛洲坝工程建设起了关键性作用。直到1974年10月，修改设计方案审定后，经周恩来批准，才开始复工。
1976年底，编制1977年计划时，又因财政困难，无法满足葛洲坝工程的资金和钢材需要。
李先念得知这一情况后，提出葛洲坝应列为全国重点工程，要保证工程所需的“三材”即钢材、木材、水泥。李先念说：“要让葛洲坝工程吃饱喝足！”
水电部经同国家计委、建委召开19个部委领导同志专题研究后，报请国务院批准，落实了葛洲坝所需用的建设资金及钢材、木材、水泥等。
1978年1月，李先念在副总理谷牧、湖北省委书记陈丕显等人的陪同下，冒着寒风视察葛洲坝工地，强调要防止追求进度而忽视质量，他说：“每走一步都要兢兢业业，科学是不能开玩笑的。”
李先念考察后，然后批示：
时好时坏，热一阵冷一阵，这方面的问题解决了，那方面问题又冒出来了。
钱正英再度赶赴工地，检查贯彻落实李先念的指示。然而，质量工作改进不大。
这些情况，引起了李先念的高度重视，认为不下猛药，不能治顽症，不出猛掌，头脑不会清醒。
于是，李先念在7月8日至29日的30多天中，连续给钱正英作了三次重要批示，这等于下了三道黄牌警告，都是围绕着葛洲坝工程的质量问题，这三次批示严厉认真，紧追不舍。
李先念对一位化名为曾光同志的来信批示说：
一定要强调质量第一，因为这是关系到千万代的事，千万不能马虎。如果质量发生问题就是犯罪。
紧接着，李先念又在一份新华社国内动态清样上作了长篇批示。尤其是针对工地领导同志因为工程快而骄傲自满，听不得设计人员和施工技术人员批评工程质量的问题，李先念写道：
事情往往不以某些人的意志为转移，总有一天人家要讲话就是了，不讲则已，一讲可能有的人就下不了台，可能要受到严厉的批评甚至可能有发展到绳之以党纪国法，话可能说重了，到时勿谓言之不预也。
同日，陈云副委员长也对这份动态清样作了重要批示，并致信李先念：
关于葛洲坝工程质量问题需要注意啊！这样事不能有一点含糊才行。怕你忙而漏阅，特专转上。
李先念随即批转于钱正英，要求立即检查，并写出报告。
根据陈云和李先念的批示，水电部即派出以副部长陈义庚为首的检查组，去葛洲坝工地进行检查整顿，发动群众开展质量月活动，取得了明显成效。
李先念得知后十分高兴，于10月20日致信中共葛洲坝工程党委并全体职工：
葛洲坝这样大的工程，在我国水电建设史上还是第一个，必须坚持高标准，严要求，质量第一。这是党和人民赋予我们的历史重任，实在令人高兴。工程质量，务必做到一丝不苟，持之以恒，千万不能反反复复，好一阵坏一阵。因为这是百年大计，千年大计，马虎不得，如稍有疏忽，后患无穷。
李先念要求：
一定要像大庆那样，做到“三老四严”，使工程质量精益求精，使建设队伍更加硬。建设这样一支队伍，必须要求政治思想工作强，科学技术高，管理工作严。水电工程部门一定要为建设这样一支队伍而努力奋斗。
葛洲坝工程局党委和全体员工认真贯彻李先念的批示，狠抓质量，持之以恒，为日后大江工程获国家优质奖奠定了基础。
葛洲坝工程建设一直受到李先念的积极支持和关注。他不仅多次指示、批示，要求确保工程建设质量，而在1978年初又亲自去现地视察，听取汇报，具体指导，对工程的调整、优质建成寄予厚望。
后来主持国务院日常工作的领导同志，得知葛洲坝一号机组和船闸试验运行中出现某些问题，便在一次会议上横加批评和指责。
“一号机要被‘枪毙’，船闸已淤死”的传言满天飞，葛洲坝工程建设能否继续下去都成了问题。
国务院派人下去，经过一段时间的调查研究，才发现问题不大，不难解决。
1981年10月，李先念再次去葛洲坝工地，认真考察了关键部位工程运行情况，特别是一号机组和泄洪闸的情况。
那天上午8时40分，李先念登上交通一号轮进入二号船闸水域。
当展现在眼前的宏伟的二、三江建筑群体耸立在碧波荡漾的江面时，李先念感慨万千。
当随行的同志向李先念介绍17万千瓦和20.5万千瓦机组没有出多大毛病时，他幽默地笑了笑：“没有犯罪，只是害了点病。”
当李先念得知27孔泄洪水闸经受住7.2万立方米洪峰流量考验时，他对工程局领导说：“我那时骂你们也是骂得很厉害啊！”
面对滔滔江水和宏伟工程，李先念满怀深情地说，“看了舍不得走啊！……这个工程算是社会主义工程吧！”
