Mục tiêu xây dựng nhằm tăng cường công suất phủ đỉnh cho hệ thống điện quốc gia, tạo điều kiện khai thác tối đa nguồn nước xả thừa nước hàng năm vào mùa lũ của nhà máy thủy điện Hòa Bình hiện hữu để phát điện; nâng cao khả năng điều tần, ổn định tần số của hệ thống điện quốc gia; góp phần giảm chi phí hệ thống điện quốc gia; giảm bớt cường độ làm việc của các tổ máy hiện hữu, qua đó kéo dài tuổi thọ của thiết bị, tiết kiệm chi phí bảo dưỡng và sửa chữa.

Về quy mô đầu tư xây dựng, 2 tổ máy với công suất lắp máy là 480 MW, nhà máy thủy điện kiểu hở. Điện lượng trung bình hàng năm 479 triệu kWh/năm (mùa lũ) và tăng khả năng huy động điện năng giờ cao điểm của nhà máy điện Hòa Bình hiện hữu vào mùa khô khoảng 264,4 triệu kWh/năm.

Sơ bộ thiết bị công nghệ chính gồm: Thiết bị cơ khí thủy lực (bao gồm 2 tổ máy Tuabin Francis, máy phát điện đồng bộ 3 pha trục đứng, công suất lắp máy 480 MW (2 x 240 MW) và các thiết bị phụ đồng bộ); thiết bị cơ khí thủy công (bao gồm thiết bị cửa nhận nước, nhà máy thủy điện, đường ống áp lực và các thiết bị phụ khác); trạm phân phối điện (sử dụng phương án trạm GIS, đấu nối với hệ thống điện quốc gia ở cấp điện áp 220 kV hoặc 500 kV).

Nhà máy được xây dựng tại cửa lấy nước thuộc xã Thái Thịnh, đường hầm dẫn nước; nhà máy thuộc phường Phương Lâm, thành phố Hòa Bình, tỉnh Hòa Bình.