Công trình Thủy điện Hòa Bình hiện tại có tổng công suất 1.920 MW được hoàn thành xây dựng từ năm 1994. Tổng lượng nước dành cho phát điện khoảng 80% lượng nước đến, lượng xả chiếm khoảng 19%. Sản lượng điện bình quân từ năm 1999 đến 2015 đạt 8,595 tỷ kWh/năm, số giờ vận hành bình quân là 5.470 giờ/năm, cao so với các dự án thủy điện khác đang vận hành trong toàn hệ thống.

Sau khi mở rộng, nhà máy Thủy điện Hòa Bình đạt tổng công suất 2.400 MW, sản lượng điện bình quân đạt 10,986 tỷ kWh/năm. Theo tính toán, giá trị sản lượng điện trung bình sẽ tăng khoảng 479 triệu kWh/năm. Ngoài ra, việc mở rộng nhà máy còn giúp chuyển đổi khoảng 264,4 triệu kWh/năm điện năng phát trong giờ bình thường và thấp điểm sang giờ cao điểm vào mùa khô.

Theo Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), việc mở rộng nhà máy Thủy điện Hòa Bình sẽ hạn chế lượng nước xả thừa để khai thác tối ưu sử dụng nước vào mục đích phát điện, tăng thêm sản lượng điện trung bình, tăng khả năng huy động công suất, điện lượng trong giờ cao điểm, giúp giảm chi phí cho toàn hệ thống.

Dự án nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng thuộc loại công trình công nghiệp điện nhóm A, được tính toán thiết kế và kiểm tra tương ứng cấp đặc biệt.

EVN sẽ giữ nguyên các hạng mục công trình hiện hữu, đồng thời nghiên cứu thiết kế xây dựng tuyến năng lượng mới để vận hành máy phát trước khi nước trả lại sông Đà.

Cũng theo tính toán dòng thủy năng, khi mở rộng công suất nhà máy Thủy điện Hòa Bình không làm ảnh hưởng đến các nhà máy thủy điện khác trên bậc thang sông Đà phía thượng lưu.

Sau khi mở rộng, trường hợp vận hành đồng thời 10 tổ máy, tổng lưu lượng xả nước về hạ du là 3.000 m3/s. Sự thay đổi này đã được cập nhật trong các tính toán thủy năng của cả phương án nhà máy hiện hữu và mở rộng. Việc mở rộng nhà máy sẽ nâng cao năng lực cấp nước cho hạ du thêm khoảng 600 m3/s.