Em torno do lago, estão os municípios de Casa Nova, Pilão Arcado, Remanso, Sento Sé e Sobradinho, cujas antigas áreas urbanas foram inundadas, em 1974, durante a formação da represa. O impacto ambiental que se produziu, à época, é lembrado nos versos de uma canção bem conhecida no Brasil, compostos por um poeta da região:
Doze mil famílias, ou cerca de 70 mil pessoas, foram então transferidas para novos assentamentos, que receberam os mesmos nomes das cidades submersas, cujas ruínas, durante os períodos de seca e redução do nível da água represada no lago, costumam reaparecer.

O lago de Sobradinho tem 400 km de extensão e 4.214 km² de espelho de água. Em alguns trechos, sua largura chega a 25 km e sua capacidade de armazenamento é de 34.000.000.000 m³ de água, em sua cota nominal de 392,50 m. Através de uma depleção de até 12 m, o lago de Sobradinho garante, juntamente com o reservatório de Três Marias, da CEMIG, uma vazão regularizada de 2.060 m³/s nos períodos de estiagem, permitindo a operação de todas as usinas da CHESF situadas ao longo do rio São Francisco. O reservatório foi concebido para suportar até dois anos de estiagem, antes de chegar a 10% de seu volume útil.