主要工程
大坝
佛子岭大坝由20个坝垛，21个拱和两端重力坝组成。坝顶轴线长510米；坝垛为空腹，由两片垛墙以横隔墙和上下面板相连而成。坝垛两侧外缘宽6.5米，上游面坡度1∶0.9，下游面坡度1∶0.36；内径为13.5米的半圆拱支承在垛的上游面。东岸重力坝长30.1米，西岸重力坝长66.4米，其中在高程117.56米处上部，改为平板坝长45米。坝垛内埋设泄洪钢管8道，管径1.975米，出口段设1.75米方形闸门及扩散挑流段。发电钢管2道，钢管尾部装有直径1.25米的的空注阀，钢管中段接叉管分别引入到拱内厂房。灌溉放水钢管1道，其尾部也用1.25米空注阀控制。
佛子岭大坝是建国后第一个自行设计、施工的钢筋混凝土连拱坝。整个设计过程在边勘探、边施工的情况下进行，既无经验又无规范可循。汪胡桢等水利专家带领一批中青年技术干部边学边做，在设计中克服了横向地震时应力分析、坝垛稳定和坝基灌浆等重大技术难题。
大坝于1954年9月建成后，经受了高水位、地震、低温等考验，坝体发生裂缝，坝垛内钢管发生气蚀和震动。1965年放空水库，查清拱筒、垛头、垛身各种裂缝情况和原因，采取了凿槽补缝和涂防渗材料，做加强拱，灌浆和坝基加固等处理措施。1969年大水，水库漫坝，汛后作了全面检查，仅大坝两岸山坡、坝后基岩冲刷严重，大坝其他部位没有发现异常，说明大坝的设计是成功的。1970年汛前，对山坡进行混凝土护砌，坝脚冲刷坑用混凝土回填加固。1975年河南暴雨后，按水电部要求，佛子岭水库加固加高先达到千年一遇校核；在提高防洪能力的同时，考虑解决大坝运行中存在的问题和提高坝的稳定安全度、改善坝体应力结合起来；要尽可能少影响灌溉和发电。经比较选定大坝戴帽加高1.5米；在13～20号垛内回填混凝土；坝体裂缝分别不同情况进行环氧灌浆。加高时在原坝顶老混凝土面打毛、凿槽、加锚筋等措施，使新老混凝土结合成整体。对大坝右岸基础进行帷幕灌浆补强；两岸增补排水孔、增设观测孔；在河床部分几个垛基下的断层破碎带和层间错动面进行水泥固结灌浆。经对大坝抗震按8度进行复核是安全的。
加固加高后的大坝直线长为513米。其中连拱坝413.5米，东端重力坝长31.6米，西端长67.9米。最大坝高75.9米。
溢洪道
溢洪道设在东岸山凹里，开敞式溢流，下接明渠侧槽。从1951年开始至1954年大水，设计数次更改；淮河流域规划和淠河水库群规划中确定上游建磨子潭水库，同时扩大佛子岭水库溢洪道。1956年编制的溢洪道扩建设计，选定溢洪道为5孔，每孔净宽10.6米，双扉平板钢闸门，溢洪道底高112.56米，门顶高程为125.96米。溢洪道闸后接明渠、侧槽狭谷泄入大坝下游的淠河。1975年8月河南大水后，加固加高大坝同时在西侧扩建溢洪道1孔。扩建1孔的结构、尺寸和闸门型式均与原溢洪道相同。边墩紧贴开挖后的岩面浇筑。上游西岸进口段用混凝土护砌与重力坝坝头护坡相接；下游出口段边墙紧贴岩面浇筑，迎水面直立。为加强结合，在岩壁面上均设置了钢筋。
电站
佛子岭水电站是淮河流域第一座水电站。初为安徽省工业厅设计，装机容量4000千瓦（1台2000千瓦和2台1000千瓦）。1954年大水后，改由上海水力发电设计院设计，扩建了3台每台3000千瓦机组，总容量为2台1000千瓦和3台3000千瓦共11000千瓦。厂房在19、18号拱内。1958年又进行扩建，增加2台每台10000千瓦，由安徽省水利电力厅设计院设计，在7～10号垛的坝后建新厂房。利用7～10号垛内的泄洪钢管，并拆除12、19号垛内钢管用以接长7～10号垛钢管。扩建后的总装机容量为31000千瓦，计划年发电量1.24亿千瓦时。
设计建设
1950年3至6月，淮河水利工程总局组织淠河查勘，提出了淠河东、西两源上游可兴建佛子岭和长竹园（即响洪甸）两座水库。1950年7月大水后，治淮委员会会同有关单位，根据“蓄泄兼筹”的治淮方针，于1950年11月进行复勘。1951年4月，第二次治淮会议决议的《治淮方略》和1952年度工程要点中，规划确定修建佛子岭水库。此后即进行地质调查及坝址、库区的测量和水文测验。当时国内缺乏建造连拱坝的资料，以汪胡桢为代表的水利专家们，以科学的态度，刻苦钻研的精神，解决了连拱坝设计与施工中一个个难题，仅以三年的时间便完成了当时亚洲第一座钢筋混凝土连拱坝建筑任务，水库的建设培养了一大批水利水电建设的人才。
佛子岭水库由治淮委员会组建佛子岭水库工程指挥部负责施工。1951年10月10日指挥部成立，陆续从各方面调集人员。1952年7月，中国人民解放军工程水利第一师参加水库建设。从江苏、上海等地招聘技术工人。民工来自霍山县和阜阳县。最多时参加施工的人数达18900人。1951年10月底，修通了六安到佛子岭的公路。水库大坝从1952年7月1日开始浇筑坝身混凝土，至1954年9月16日坝身浇筑完成，历时仅27个月时间。
大坝
水库工程采用原河床导流分两期施工，先东岸导流，西岸筑围坝。第二期在西部河滩山脚部分开挖上下引河。河水经8、9、10号拱下泄，东部筑围坝。1952年1月9日佛子岭大坝清基。3月1日第一期钢板桩土石围坝工程动工，6月底结束。在清基开挖中发现西岸岩层有破碎带，将坝轴线下移12米，清基工作延迟到1953年3月完成。第二期清基工作因围坝渗水及洪水冲击溃决。至1953年10月初才全面开展，是年底全部完成。混凝土浇筑自1952年7月初开始，分两期进行。整个工程采取自营方式，以机械为主，人力为辅。施工中遭遇1953年春寒低温，一度影响混凝土质量和浇筑进度。混凝土拌和、输送、浇筑随着浇筑高度和部位不同，采取分散、移动和固定，机械和人力相结合的办法进行，对质量的控制和要求均较严格。1952年7月下旬开始，对施工管理和劳动组合进行改革。施工单位建立“区域生产管理制”，推行“平行流水作业法”，效率提高，比原计划提前一个月完成第一期混凝土浇筑任务。第二期混凝土的浇筑，克服了多次涨水、围坝毁而又筑的困难，于1954年6月6日全部浇筑到127.46米高程，顺利地拦蓄了1954年7月的洪水。是年10月底，连拱坝工程全部完工。计清基94.7万立方米，浇筑混凝土19.5万立方米；耗用水泥5.3万吨，钢材6400吨，木材2.05万立方米，砂石34万立方米，应用各种机械设备545部。
1965年大坝进行第一次加固。9月28日开始放空水库，修筑围坝。12月中旬完成裂缝修补，12月16日关闸蓄水，并进行13～16号拱的加强拱浇筑、裂缝灌浆及帷幕和固结灌浆等施工，1966年9月底基本完成。1968年10月对坝身加固、钢管加固和溢洪道处理等组织全面验收，施工符合质量要求。
1969年洪水漫坝后，从1970年初到6月底完成了两岸坝后基岩、21号垛等重点部位护砌和固结灌浆，以及坝面渗水裂缝的修补等。1975年8月洪水后，于1982年初开始进行大坝加固加高工程。这次加固是在兼顾运行的情况下进行的，工程零星分散。大坝加高的施工质量要求高，新混凝土要控制好温度，老混凝土表面凿毛、凿槽，又是高空作业。部分坝基帷幕补强要求在水下操作，施工条件差。由于设计、施工、科研和生产单位相互配合和支持，施工进展顺利，于1984年全部完工。
输水钢管
输水钢管有泄洪钢管、灌溉和发电输水钢管共11道，均埋设在垛内，与大坝一道分两期施工。施工也属自营，安装工作系签约委托代办。第一期工程于1953年3月开始，第二期于1953年12月下旬开始，至1954年2月8日全部完成。施工过程中成立检查督促小组，检查进度与标准，使整个安装工程进度快，质量好。
运行中发现钢管振动剧烈，遂于1955年汛前，在钢管支座位置加设防振箍带，但效果不显著。1964年，对剩下的13～15垛内3条钢管进行检查，发现钢管气蚀、振动严重。1965年8月与当时大坝加固工程同时交叉进行。接长进口段，安装事故闸门，修理、补焊钢管的气蚀区；13、14垛内钢管基础的混凝土浇筑，7～10号和15号垛内5道钢管外包钢筋混凝土工程及7～10号垛钢管进口拦污栅等，于1968年10月基本结束。
溢洪道
1952年5月开挖溢洪道，因施工力量和溢洪道设计几次改变，在大坝浇筑完工时，仅完成部分土石方开挖。溢洪道扩建规模确定后，于1956年4月再度开工。溢洪道距离大坝较近，故采用“深孔爆炸法”开挖石方。施工场地狭小，进度缓慢，至1957年9月开挖完成。是年10月浇筑混凝土，至1958年9月，包括钢闸门安装等全部溢洪道工程结束。1965年经过模型试验，完成渠道加固、岩石整修、钢筋混凝土衬砌等措施的侧槽整流方案的设计。1966年7月动工，1968年上半年完成。1983年10月，开始溢洪道扩建一孔的工程。因扩孔紧接坝头，采用“预裂爆破”的方法，控制爆破方向和影响范围。1985年10月扩建工程基本结束，紧接着又完成闸门启闭机的安装和改进。
电站
电站厂房与大坝施工同时进行。第一期从1952年6月开始浇筑19号拱厂房基础，至1954年9月，19号拱厂房工程建成。第一台1000千瓦机组安装，11月1日开始运行送电。11月24日，第二台1000千瓦机组安装完成投入运行。第二期3台3000千瓦的厂房扩建工程于1957年初完成。19号拱厂房内安装的3000千瓦和18号拱厂房的2台3000千瓦机组，全部于9月30日发电。
位于7～10垛坝后的扩建厂房，于1959年3月开工，1960年底停工。1966年2月复工，因施工力量不足于年底才基本完成。为了争取早日发电，采取边土建、边安装的办法施工。第一台10000千瓦机组于1967年7月投入运行；第二台10000千瓦机组于1973年7月1日正式并网发电。
主要水源
佛子岭水库位于霍山县境淠河东源上。淠河东源上游有两支。西支漫水河到梅家渡与东支东流黄尾河分别汇入佛子岭水库。佛子岭水库坝址在梅家渡下游打鱼冲口，控制流域面积1840平方公里。淠河流域多年平均降雨900～1600毫米，上游常为淮南地区暴雨中心。汛期降雨集中，常造成山洪暴发，威胁淠河和淮河干流防洪安全。据历史洪水调查，1950年佛子岭坝址处洪峰流量达10800立方米每秒。
西源一一漫水河，系淠河主源流，源出鄂皖交界的挂笼尖北侧。从霍山县太平畈乡余家湾起，北流经双河店、王家店、洪家畈至九龙井，汇集东界岭、高山铺来水，上段称三道河，下段称六道河。西流源出石鼓寨、中界岭经古佛堂的山水。东流首受五桂河，折向东北，经上土市、雷家畈。南侧有龙门冲水入，又北流经鲍家岭、牡丹河两大弯道后，与源出八斗岭、鸡心石和自西向东流的清水河，在漫水河镇汇合。自此河岸开阔，最宽达72米，再东经响水寺、对头弯、大平地，有马槽河入，经唐家院，安家河从此汇入，又东行过梅林坪大转弯，折向东北，于王家畈（午旗河）入佛子岭水库。南岸还有源出白马尖，流经大化坪的石羊河（上段称辉阳河）于潘家湾入佛子岭水库。
东源——黄尾河，源出岳西县境多枝尖的金岗岭北侧，东北流经青天畈、道义涧，折北经阔滩河、黄尾街，于陡峰寨东进入霍山县境，称石板河。再北流经胡家河，在板里河西与另一源出岳西县境的清潭河汇合，北流至磨子潭水库。出库后与源出黑山尖经东西溪、东风桥的扫帚河（上段称童家河）汇合后，古称潜水，进入佛子岭水库。佛子岭水库汇集东淠河东、西两源，控制面积1840平方公里（包括磨子潭水库570平方公里）。东淠河水出库后，河谷开阔，比降平缓，出现沙滩。西北流经梁家滩弯道，向东北流经黑石渡，汇入孔家河。1975年霍山县在此改滩造田，遂折东经霍山县城、团山嘴至两河口，其间右岸有柳林河、幽芳河、高庙河、熊家河（又名山王河），左岸有深水河、戴家河、龙门冲等支流汇入。至此，东淠河全长103公里，流域面积2697平方公里。
综合效益
佛子岭水库作为淮河治理工程的重要组成部分，拦蓄了淠河大量的洪水，不仅大大提高了淠河中下游的防洪标准，而且还起到了辅助淮河干流蓄洪的作用。随着淠河上游大中型水库工程的建成，淠河流域的灌溉事业也得到迅速发展，建成了小淠河灌区、淠河灌区、淠源渠灌区等一批灌溉工程。
1954年6月，大坝浇筑至顶即起拦洪作用，将一次洪峰6350立方米/秒削减为600立方米/秒；1969年将一次洪峰12254立方米/秒削减为2392立方米/秒。与磨子潭、响洪甸水库合计灌溉下游农田660万亩，并保证淠河灌区城乡工业和生活用水。
迁移赔偿
佛子岭水库淹没区以设计洪水位128.26米为准。淹没区面积22.63平方公里，淹地8592亩，迁移人口9148人，拆迁房屋6048间。1953年11月，霍山县成立移民委员会，具体负责迁赔工作。按照中共安徽省委确定的“发动群众，组织互助合作，就近迁移安置，扩大山区生产，解决长远生计”的方针，至1956年底，移民迁赔工作基本结束。支出移民经费227万元。1957年初，又对安置过密的部分移民重新调迁。1958年春，移民安置工作全部结束。
运营管理
管理机构
1955年2月，佛子岭水库管理处成立，隶属治淮委员会领导。管理处下设管理养护科、队等，水文站和水电站为附设单位。1956年5月，治淮委员会将水电站移交给安徽省，改称为“安徽省佛子岭电厂”。1958年4月，佛子岭水库管理处与即将建成的磨子潭水库合并成立佛磨水库管理处。1958年8月，佛子岭水库管理处与安徽省佛子岭电厂合并，改称为“安徽省佛子岭水电站”，隶属安徽省水利电力厅领导。电站下设养护队等。1963年后，电站下设水工所、水工分场等负责水工建筑物的维修。1964年12月改名为“佛子岭水电站”。1968年以后几经变化，至1978年又称“佛子岭水电站”，隶属安徽省电力工业局领导，站以下设有水工、检修分场等。
工程监测
佛子岭水电站进行水文观测、大坝观测和地震观测等工作。水文观测从1951年4月，治淮委员会设立佛子岭水文站开始。以后随着规划、施工的需要又建立了一些测站，进行流量、水位、雨量、蒸发量、悬移质输沙率及简易气象、深水温度等测验。这些资料数据为规划、设计和调度运用服务。现有水文站和雨量站基本上控制了库区内的雨情和水情。
库内水温经测验，表面水温与气温差别不大。深层水温在冬季低温时水温随水深而递增；夏季高温时则反之。
悬移质输沙率通过黄尾河和白莲崖两处采集水样，经计算，佛子岭水库年输入悬移质泥沙约18万立方米。1969年佛子岭水库进行了一次库区测量，重新量算了淤积后的水库容积。从库底到高程116米，容积比原来减少了0.14亿立方米，至高程130米时，容积仅减少0.01亿立方米。
水库建成后，在大坝中埋设了监测设备，建立测量控制观测网络，进行大坝位移、沉陷、应变、地下水位、渗水压力、混凝土温度、裂缝、水化热、输水钢管伸缩变化等项目的观测。编写有《佛子岭大坝观测资料》，为各个阶段的大坝加固设计和建筑物管理养护提供了依据。
佛子岭水库地处多震地区。历史记载民国6年(1917年)1月24日的一次6.25级地震为最强烈，震中在距坝址下游约8公里的霍山县落儿岭。1952年春施工时，为监测地震，在佛子岭装置有简易的地震仪。1954年6月，大坝附近发生5.25级地震后，于1955年在佛子岭建立了安徽省第一个初级地震台，1959年取消。1970年，安徽省地震大队又在原地震台旧址记录地震。1977年进行地震测报。1978年由佛子岭电站与地震局、设计科研单位共同于大坝顶安装工程强震仪。1983年大坝加高时停止记录，后由安徽省佛子岭地震台监测地震。
调度运行
磨子潭水库建成后，佛子岭水库洪水调度与磨子潭水库密切相关。设计规定的调度原则是：汛期佛子岭水库水位超过汛期限制水位时，除发电外全开3道泄洪钢管；如水位继续上涨，则开启溢洪道溢洪。与此同时，磨子潭水库要配合佛子岭水库蓄洪。磨子潭水库在佛子岭水库水位达到121.0米时，除发电放水外，关闭隧洞及溢洪道为佛子岭水库蓄洪；在磨子潭水库水位达202米时，磨子潭水库开启隧洞和溢洪道泄洪，以保大坝安全。
佛子岭水库标准低、库容小，已经不能如原规划要求为淠河及淮河干流蓄洪，只能起滞洪作用。历年的汛期限制水位均随当年工程情况作必要调整。1954年汛期，大坝浇筑到顶，洪水流量达6350立方米每秒，水库发挥了拦洪作用。从水库始建到1988年，滞蓄洪峰大于3000立方米每秒的洪水6次。除1969年外，其余各次洪水经水库拦洪后，保证了霍山县城的防洪安全。1969年淠河大水，洪水标准相当于百年一遇。当时水库调度单纯考虑蓄水灌溉和发电要求，汛期蓄水位抬得过高。7月11、12日两天，流域内降雨94.7毫米。7月13日8时，水库水位高达124.14米，水库仅下泄269立方米每秒。13日一天，流域内降雨126.6毫米，因照顾下游霍山县城群众转移和下游淠河大桥施工设备、材料的撤退，溢洪道闸门开得较迟。当溢洪道闸门开启三分之二时，电源中断；当时又无备用电源，因此闸门未能全部开启，造成自7月14日11时30分至15日12时45分持续25小时15分钟的漫坝。漫坝时最大入库洪峰流量达12554立方米每秒。最高库水位达至130.64米，漫坝水深1.08米。最大下泄流量5510立方米每秒。其中坝顶过水1190立方米每秒。漫坝跌落的水流，使两岸山坡和坝垛后部基岩遭到严重冲刷。18、19号拱的老厂房顶和发电机被冲坏，但坝体本身结构完整，变位正常。磨子潭水库也因照顾佛子岭水库蓄洪等原因，造成漫坝0.44米。
佛子岭水库的兴利调度原则是：佛子岭与响洪甸水库共同灌溉淠河灌区660万亩农田。发电服从灌溉，并尽量减少无功弃水。灌溉放水时，由佛子岭水库放水，不足部分由响洪甸水库补偿。汛后水库蓄水位可抬高至125.4米。1978年大旱，水库放水最低水位降至90.46米。
至1988年，佛子岭水库与响洪甸水库累计灌溉面积达1.1亿亩，增产粮食143亿公斤；佛子岭水电站累计发电26亿千瓦时。水库还有养鱼及改善库区的航运等效益。
