1955年·进入决策阶段

　　1955年，国家计委与建委党组联名将《技经报告》呈报毛泽东等41位党中央领导人。5月7日，中共中央政治局基本通过这一方案。7月中旬，国务院全体会议通过。7月18日，邓子恢副总理代表国务院在第一届全国人民代表大会第二次会议上作了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的报告》。7月30日，全国人大会议通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》。柯洛略夫被任命为三门峡水利枢纽设计总工程师。

　　1957年～1958年·争论又起

　　1957年初，三门峡水利枢纽初步设计审查会召开，有国内专家对前一年苏联列院设计的《三门峡水利枢纽工程初步设计要点报告》提出了激烈的不同意见。争议主要围绕两个方面。其一是《初步设计》将水库高程在《技经报告》阶段的350米基础上又提高到了360米，库区淹没农田由200万亩增加到325万亩，移民由58.4万人增加到87万人。淹没地区大部分是关中沃野，陕西省反应强烈。其二是清华大学教授黄万里和水力发电建设总局青年技术员温善章于1956年6月，1956年12月和1957年3月先后向黄规会、水利部和国务院提出了低水位、少淹没、多排沙的意见。黄万里并建议切勿将底孔堵死，以备将来泄水排沙，其减缓淤积的作用。陕西省代表指出用迁移70～80万人口的代价换来一个寿命只有50～70年的拦沙库，群众很难通过。

　　1957年～1962年·施工完成

　　争议还在继续的时候，1957年4月13日，三门峡工程已经正式开工。4月14的《人民日报》发表了《大家来支援三门峡啊！》社论。其间周恩来等党和国家领导人多次到工地视察。1960年9月三门峡首次蓄水，到1961年4月大坝主体基本竣工，1962年2月第一台15万千瓦机组和110千伏开关站安装完成并投入试运行。

　　1962～1968年·淤积和第一次改建

　　从1960年三门峡水库首次使用，到1962年3月，一年半以来，水库中已经淤积泥沙15.3亿吨，远远超出预计。潼关高程抬高了4.4米，并在渭河河口形成拦门沙，渭河下游两岸农田受淹没和浸没，土地盐碱化。为此，1962年2月，水电部将原来的“蓄水拦沙”运用方式改为“滞洪排沙”，但由于泄水孔位置较高，泥沙仍有60%淤积在库内，但潼关高程并未降低。而下泄的泥沙由于水量少，淤积到下游河床，周恩来指出：这样下去，“淹了关中，也救不了下游”。为此，8月20日～9月1日，水电部召开座谈会，进行改建论证。

　　1964年12月5日～18日，周恩来总理亲自主持召开治黄会议。最后终于达成一致，确定在左岸增建两条泄流排沙隧洞，改建5～8号四条原发电引水钢管为泄流排沙管道，以加大泄流排沙能力，解决泥沙淤积的燃眉之急。在这次会议上，领导人说：“当时决定三门峡工程就急了点。头脑热的时候，总容易看到一面，忽略或不太重视另一面。”

　　1969～1979年·洪水与第二次改建

　　第一次改建后，枢纽的泄流规模增大了一倍，缓解了水库的严重淤积，但仍有20%来沙淤在库内。潼关以上库区和渭河仍在淤积。尤其是1967年，黄河倒灌，渭河口8.8米长的河槽全被淤塞，1968年渭河在华县一带决口，造成大面积淹没，关中平原仍然受到严重威胁。