Около 17 тысяч лет назад на месте Рыбинского водохранилища было ледниковое озеро. Постепенно оно обмелело, и возникла обширная Молого-Шекснинская низменность. Рыбинское водохранилище планировалось как самое большое по площади искусственное озеро в мире. Оно образовано водоподпорными сооружениями Рыбинского гидроузла, расположенного в северной части
Рыбинска, перекрывающими русла двух рек: Волги и Шексны. Гидроузел включает в себя здание
Рыбинской ГЭС мощностью 346 МВт (первоначально 330 МВт), сооруженной на старом русле Шексны, земляные русловые плотины и сопрягающие их дамбы, бетонную водосливную плотину и однокамерный шлюз, сооруженный на русле Волги.