研究院隶属中华人民共和国水利部，是从事水利水电科学研究的国家级社会公益性科研机构。院本部由位于北京海淀区复兴路甲1号（南院）和车公庄西路20号（北院），以及大兴试验基地和延庆试验基地组成。京外有位于呼和浩特市的牧区水利科学研究所和天津市的水利电力机电研究所。
研究院历史可追溯到1933年，前身为中国最早的水利科学研究机构—中国第一水工试验所，几经变迁，于1958年经国务院规划委员会批准，将国内多家水利水电科研单位合并，组建了水利水电科学研究院，1994年经国家科委批准更名为中国水利水电科学研究院，2000年水利部牧区水利科学研究所和水利部电力工业部机电研究所并入研究院。
经几十年的发展，研究院已建设成为人才优势明显、学科门类齐全的国家级综合性水利水电科学研究和技术开发中心。截止2023年底，全院在职职工1266人，其中包括硕士以上学历1037人（博士639人）、副高级以上职称926人，是科技部创新人才培养示范基地、国家引才引智示范基地、水利部水利科技创新人才培养基地。
多年来，研究院主持承担了一大批国家级重大科技攻关项目和省部级重点科研项目，承担了国内几乎所有重大水利水电工程关键技术问题的研究任务，还在国内外开展了一系列的工程技术咨询、评估和技术服务等科研工作。全院科研事业稳步发展，研究取得了一大批原创性、突破性科研成果。2023年，全院74项成果获省部级奖励，其中，14项为我院牵头完成成果。全年发表论文816篇，出版著作51部，授权专利446项，登记软件著作权81项，主参编标准53项。
研究院在国际水利水电舞台也占有十分重要的地位，是联合国教科文组织和中国政府合属的国际泥沙研究培训中心的挂靠单位，也是世界泥沙研究学会、世界水土保持学会、国际水利与环境工程学会、国际洪水管理大会、国际大坝委员会、国际灌排委员会、全球水伙伴、国际水电协会、亚洲河流生态修复网络9个大型国际学术组织或会议机制总部及中国委员会秘书处的挂靠单位，先后有10余位专家在国际组织内担任荣誉主席、副主席、秘书长等重要职务，与国外近40余家科研机构、知名大学、国际组织和企业签订了长期合作协议，建立了固定的合作交流机制。
研究院提出了“到2035年进入世界一流科研院的前列，到2050年成为引领世界水利水电科技的排头兵”的总体发展目标。
