2005年9月11日，尼尔基水库重达95.5吨的导流闸门下降，两侧导流底孔被关闭，代表着尼尔基水库正式开始下闸蓄水。这一水利工程开始逐步发挥防洪、供水、发电、航运及改善下游水环境等综合效益。

早在2001年6月，尼尔基水利枢纽工程开始准备施工，当年11月实现大江截流，2002年主体工程正式开工，2004年9月实现了二期截流，此次水库的下闸蓄水，为之后首台机组并网发电奠定了基础。

尼尔基水利枢纽工程位于嫩江干流上，整个工程主要由主坝、副坝、溢洪道、水电站厂房及灌溉输水洞（管）等组成。由于尼尔基水利枢纽工程地处高寒地区，冬季时间长，夏季雨量相对集中，施工期短。为了能够按期完成这一工程，施工人员坚持一切从工程实际出发，特别是在主坝防渗墙、厂房混凝土浇筑、坝后交通桥等项目施工中，更是坚持以现场为主，针对问题采取多种措施进行修建。

同时，在建设过程中，还采用了众多新技术、新材料，工程的质量达到了高标准的要求。整个工程等别为一等工程，主要建筑为一级建筑物，最大坝高40.55米。其中，主坝为沥青混凝土心墙土石坝，坝顶长度1807.31米，左岸、右岸副坝为黏土心墙土石坝。泄洪建筑物为岸坡式溢洪道，共设计11个泄流孔，每个单孔宽12米；堰顶高程199.80米，最大下泄流量为20300立方米／秒。建成之后水库总容量为86.11亿立方米，总装机容量为25万千瓦。整个枢纽坝址控制流域面积共6.6万平方公里，占嫩江流域总面积的22.4％。

尼尔基水利枢纽工程建设成功之后，将会大大增强黑龙江省以及内蒙古周边地区抵御洪水的能力，防洪标准将由50年一遇提高到100年一遇，可以对黑龙江和吉林等国家主要商品粮基地起到积极的保护作用，避免因水利原因带来的种种灾害；同时还可以在一定程度上增加黑龙江省电网调峰容量，缓解电网调峰容量紧缺和水火电比例严重失调的问题。