L'impianto fu realizzato dalla Società Idroelettrica del Tevere (SIT) e la costruzione della centrale e della traversa fu completata in un periodo relativamente breve, con i lavori che si svolsero principalmente tra il 1957 e il 1959. Il progetto architettonico della centrale è attribuito all'ingegnere Gaetano Minnucci, figura di rilievo nell'architettura razionale italiana. Minnucci progettò anche altre centrali idroelettriche sul Tevere (come quella di Nazzano e Castel Giubileo) e concepì queste grandi infrastrutture territoriali non solo come opere di ingegneria civile ma come veri e propri manifesti di architettura, utilizzando materiali moderni come il calcestruzzo armato e i pannelli prefabbricati in alluminio.
A differenza della diga di Montedoglio e della diga di Corbara, che creano vasti bacini di accumulo per irrigazione e laminazione delle piene, la traversa di Ponte Felice è una diga di derivazione, il cui scopo principale è innalzare leggermente il livello del Tevere per deviare l'acqua necessaria ad alimentare la Centrale Idroelettrica di Ponte Felice.
La traversa, con le sue opere di fondazione complesse dovute al terreno di magra del Tevere, ha richiesto particolari installazioni tecniche per il monitoraggio della stabilità nel tempo.
