Le barrage est réalisé sur les plans de l’ingénieur André Coyne. C’est un barrage-voûte dont le sommet (« la crête ») est à 160 mètres au-dessus du lit de l’Isère (180 m de haut au total). Il a une épaisseur de 43 mètres à la base.
Deux conduites forcées alimentent la centrale des Brévières, au pied du barrage (233 mètres de chute). L’eau est ensuite transportée par une galerie de 15 km de long jusqu’au dessus de Bourg-St-Maurice, pour alimenter les turbines de la centrale de Malgovert par deux autres conduites forcées (chute de 750 mètres).
Le mur du barrage est recouvert par la plus grande fresque du monde (18 000 m ²), un portrait du héros grec Hercule peint par Jean-Marie Pierret, à la fin des années 1980. Au fil des années, la fresque s’est malheureusement progressivement effacée.