黄石水库位于沅水一级支流白洋河上游、桃源县黄石镇上2公里处,控制集雨面积552平方公里,流域多年平均降雨量1465毫米,多年平均径流量5.59亿立米,坝址多年平均流量17.7秒立米,实测最大流量1920秒立米(1958年6月21日),实测最小流量0.46 秒立米(1959年9月17日)。水库总库容6.02亿立米,正常水位90米,相应库容4.58亿立米,有效库容3.38亿立米,库容係数0.6,属多年调节水库。 枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、发电引水隧洞及厂房、灌溉输水隧洞等组成。主坝为粘土心墙混合坝,最大坝高为40.4米,坝顶高程94.4米,坝顶长219米；副坝为均质粘土坝,最大坝高18.98米,坝长291米；溢洪道为特矮实用坝,堰顶高程81米,堰顶净宽20米,安设2扇(10×9.3米)钢弧形门,採用鼻坎挑流,最大泄量1700秒立米；发电引水隧洞长196米,内径2.5米,进口底高程65米,设计引用流量2×11.8秒立米,坝后式厂房装机2台3000千瓦机组；灌溉输水洞位于大坝左侧,坝身埋管长63米,隧洞长213米,内径3.2米,进口底板高程77米,最大引用流量23.4秒立米,隧洞出口装2台×650千瓦机组,尾水进入总乾渠。

水库以灌溉为主,兼有发电、防洪、养殖等效益。设计灌田37.5万亩,实灌31万亩；总装机容量7300千瓦,年发电量1800万千瓦小时；下游保护耕地8万亩,防洪标準提高到10-20年一遇；库内养殖水面4.26万亩。

枢纽工程1958年9月动工兴建,1968年4月基本竣工,同年开始放水灌溉,1970年7月坝后电站发电受益。