Situata nell'alta valle del fiume Tevere, al confine tra le province di Arezzo (Toscana) e Perugia (Umbria), è una delle più grandi opere idrauliche d'Europa nel suo genere. Lo sbarramento, costruito in materiali sciolti con nucleo in terra, è un'infrastruttura fondamentale nel sistema di gestione idrica dell'Italia centrale.
Il progetto è stato concepito nei primi anni '70, con l'inizio della costruzione nel 1975 e il completamento delle opere principali nel 1993, anche se l'invaso e le reti di adduzione sono rimasti per decenni in una fase di collaudo e di interventi complementari.
L'opera è stata realizzata con una finalità plurima, ma con un'enfasi prevalente sull'uso irriguo e idropotabile. Il vasto bacino artificiale creato dalla diga, il cui riempimento procede gradualmente, è destinato a fornire acqua a gran parte della Toscana orientale e dell'Umbria settentrionale, servendo sia le esigenze agricole (in particolare in Valdichiana) sia l'approvvigionamento di acqua potabile per diversi comuni. La capacità massima di invaso è di circa 150 milioni di metri cubi di acqua, sebbene l'utilizzo a pieno regime sia stato a lungo limitato in attesa del collaudo finale.
La storia recente della diga è stata segnata da un grave episodio di cronaca: la notte del 29 dicembre 2010 si verificò il crollo di alcuni conci dello scarico di superficie. L'evento causò un'ingente fuoriuscita di acqua che, riversandosi nel Tevere, provocò esondazioni e allagamenti a valle, rendendo necessaria l'evacuazione di migliaia di persone, sebbene non ci furono vittime. Questo incidente ha comportato un lungo periodo di indagini, sequestri giudiziari e complessi lavori di ricostruzione e ripristino delle strutture, ritardando l'entrata in pieno esercizio. Tuttavia, nel settembre 2025 è stato firmato il Certificato di Collaudo dell'infrastruttura, sancendo la sua piena operatività dopo 36 anni.
