桃源水電站位于湖南省常德市桃源縣城漳江鎮(zhèn)的沅水干流上，是沅水干流最末一個水電開發(fā)梯級。桃源水電站上游距凌津灘水電站38.2km，下游距桃源縣延溪河口約1.6km，壩址緊臨桃源縣城，左、右岸分別為桃源縣漳江垸和潯陽垸。工程以發(fā)電為主，兼顧航運、旅游等綜合利用，電站總裝機容量180WM。

壩址以上流域面積為8.67萬km2，多年平均年徑流量為650億m3，多年平均流量2060m3/s。水庫校核洪水位48.98m/49.64m（P=0.2%/ P=0.1%），總庫容6.86億m3（P=0.1%），設計洪水位45.18m（P=2%），正常蓄水位39.50m，相應庫容1.28億m3，死水位39.30m，相應庫容1.22億m3，水庫無調(diào)節(jié)性能。

桃源水電站樞紐主要由泄洪閘壩、船閘、發(fā)電廠房及土石副壩等水工建筑物組成。樞紐總平面布置從左至右依次為：左岸土石副壩、左河槽14孔泄洪閘、雙洲土石副壩（1）段、船閘、雙洲土石壩（2）段、電站廠房、右河槽11孔泄洪閘、右岸土石副壩，壩頂軸長1315m。

桃源水電站水庫總庫容6.86億m3，電站總裝機容量180MW。根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》DL5180-2003的規(guī)定，本樞紐工程等別為二等，工程規(guī)模為大（2）型。泄洪閘、土石副壩、河床式電站廠房及通航建筑物擋水部分按3級建筑物設計；次要建筑物如導墻、消力池、護坦、海漫、擋土墻、廠房及通航建筑物非擋水部分按4級建筑物設計。通航建筑物船閘為IV級。

工程于2010年11月4日正式開工，2013年3月22日一期工程蓄水，2013年10月31日首臺（#1）機組并網(wǎng)發(fā)電，2014年10月10日末臺（#9）機組安裝完畢投產(chǎn)，2015年5月由國家能源局大壩安全監(jiān)察中心組織完成工程竣工安全鑒定，2021年1月通過工程竣工驗收。