采用钢筋混凝土连拱坝方案，佛子岭水库至今仍是世界上采用连拱坝不多的几个例子之一。1951年年底，六安至佛子岭公路通车，指挥部开始由各方调配人员，民工多来自皖西北六安、阜阳等地，并从江苏、上海等地招聘技术工人，次年清基工程正式开工。1952年7月，刚在寿县完成土改的解放军第90师改编为水利第一师参加了水库建设。大坝从1952年7月开始浇筑坝身混凝土，至1954年9月浇筑完成，11月工程竣工。大坝围堰曾在1953年洪水中被冲毁，工程一度停工。1954年6月，在工程即将竣工时发生了里氏5.25级地震，坝体未出