瀑布沟水电站位于大渡河中游、四川省汉源县及甘洛县境内，下游距已建的龚嘴、铜街子水电站分别为103km、136km。坝址下游右岸有尼日河汇入，从汇合口沿尼日河上行有公路到甘洛县城，公路里程34km。从坝址处下行9km到成昆铁路（成都~云南省昆明市）汉源车站（该站距成都东站铁路里程276km）。乌斯河镇沿大渡河左岸上行有公路至汉源县，里程36km，至石棉县92km，沿大渡河下行有地区公路至峨边县，里程93km。电站地理位置适中，对外交通方便，外来的建筑物资和生活物资均可由成昆铁路经乌斯河转运站由汽车运至工地。

瀑布沟水电站大坝为碎石土直心墙堆石坝，最大坝高186m，最大底宽约780m，坝体建基面高程670m，坝顶高程856m，坝顶宽14m，上游坝坡在795.00m高程，下游坝坡在756.0和806.0m高程，分别设5m宽马道，上游边坡1：2、1：2.25，下游边坡1：2，坝顶高程856.00m，上设高1.2m、厚0.2m的混凝土防浪墙。碎石土心墙的顶高程为854.00m，顶宽6m，上、下游边坡均为1：0.25，心墙料以宽级配的碎石土为主，790m高程以下采用力学指标较高的黑马Ⅰ区土料（筛除＞80mm的粗粒料），790m高程以上采用深启低或黑马零区的碎石土料，在心墙与坝基和岸坡接触带、心墙顶部均设置高粘性土料。水平层粘土平均厚为5m，最大为20m，与两岸岸坡接触带厚2~3m，坝顶12m厚。心墙上、下游面均设有两层反滤，每层厚度从上游至下游分别为6m、4m及6m和9m，即上游反滤层总厚l0m，下游则为15m。反滤层以外为过渡料和坝壳料。心墙底高程670.00m下接两道厚1.4m、间隔12m的插入式混凝土防渗墙，最大墙深78m。心墙内在675m高程设有灌浆廊道。

溢洪道位于左坝肩上方，布置在稳定的花岗岩体上，由进水渠、闸室段、陡槽段及出口挑流鼻坎等组成，长约595m。进水渠底板高程810.00m，最小宽度50.43m，闸室段闸轴线与坝轴线一致，设3孔12m×16m开敞式进水闸，闸顶高程856m，溢流堰顶高程834m，堰面下游以反弧段与陡槽段相连接。

右岸放空洞采用深式有压长管进口接无压隧洞，全长1114.422m，由进水口、有压段、工作闸门室段及无压段、出口段五部分组成。进水口采用岸塔式，底高程为730.00m，引渠高程728.00m，建基面高程726.00m；有压段由长18.00m的渐变段和圆形有压洞组成，有压洞沿径D＝9.0vm，长511.833m，纵坡i=0.00498，混凝土衬厚0.8m；工作闸门室尺寸27.5m×8.0m×50.0m（长×宽×高），底高程727.782m；无压隧洞断面为圆拱直墙式，尺寸7.0m×11.0m（宽×高），长556.539m，纵坡i=0.09484，混凝土衬厚1.0m、0.5m；出口挑流鼻坎顶高程为681.327m。

瀑布沟电站建成后，可提高枯水期下泄流量，增加下游龚嘴和铜街子两电站保证出力21.5万千瓦，增加其枯水期电量7.8亿千瓦时。同时将使下游电站厂房防洪标准从100年一遇提高到500 年一遇，工程坝址直接拦截龚嘴电站水库年输沙量的85.3％，有效减少下游三峡等电站的泥沙入库，并改善航运条件。该电站靠近川渝负荷中心，输电距离成都200km，距重庆市360km，是四川腹地的重要电源点。

瀑布沟电站由国家电力公司成都勘测设计研究院设计，大坝工程施工建设由长江水利委员会工程建设监理中心（湖北） 负责监理，厂房工程施工由四川二滩国际工程咨询有限责任公司负责监理。