由于当时施工水平有限，老坝运行至今存在诸多缺陷，虽经多年补强加固和精心维护，部分缺陷仍无法彻底消除。

2009年，国家电网公司按照“彻底解决、不留后患、技术可行、经济合理”原则，确定了重建方案。2012年10月11日，丰满水电站全面治理（重建）工程获得核准，当月29日开工建设。

该工程是世界上首次坝高近百米、百亿库容、百万装机的大型水电站重建。工程按照恢复电站原任务和功能，在老坝下游120米处新建大坝，总装机148万千瓦，以500千伏电压接入吉林电网。