1958年11月5日破土动工，1963年枢纽工程全部完成。

1963年11月，时任中共中央中南局第一书记陶铸视察双牌水库，并亲笔题写“双牌水库”库名。双牌水库枢纽工程共耗资9620万元，全部由国家投资。

双牌水库位于湘江一级支流潇水中游。水库大坝建在双牌县城关镇周冲，以灌溉为主，结合发电、航运、滞洪，控制流域面积10330平方公里，多年平均径流总量97．3亿立方米，多年平均流量309立方米/秒。水库设计总库容6．9亿立方米，设计灌溉农田32万亩；电站装机3台、容量13．5万千瓦，设计年发电量6．2亿千瓦时。