Плотина ГЭС состоит из следующих элементов:

• водосбросная плотина длиной 180 м;
• стационная часть плотины длиной 144 м и наибольшей высотой 115,5 м;
• глухая левобережная плотина длиной 240,2 м и высотой 110 м.
• правобережная плотина длиной 150 м и высотой 110 м.

Мощность ГЭС — 1 330 МВт, среднегодовая выработка 4 910 млн кВт·ч. В здании ГЭС установлено 6 диагональных гидроагрегатов — 4 гидроагрегата мощностью по 225 МВт, 2 гидроагрегата мощностью по 215 МВт, работающих при расчётном напоре 78,5 м (315 м НУМ). Плотина ГЭС образует крупное Зейское водохранилище. Площадь водохранилища — 2 419 км², полная и полезная ёмкость водохранилища — 68,42 и 38,26 км³. При создании водохранилища было затоплено 3,9 тыс. га. сельхозугодий. В районе, затопленном водохранилищем, находились 14 населённых пунктов, в которых проживало 4 460 человек, которые были отселены во вновь построенные и перенесённые посёлки. Водохранилище имеет большое противопаводковое значение. Плотина ГЭС уникальна, в России плотин ГЭС аналогичного типа больше нет.

Зейская ГЭС построена в тяжёлых климатических условиях резко континентального климата (годовой перепад температур — 80 градусов). Это первая ГЭС в России с диагональными гидротурбинами.

Зейская ГЭС спроектирована институтом Ленгидропроект.

ГЭС входит в состав ОАО «РусГидро» на правах филиала.