木曽川開発再開の第一号となったのは笠置発電所である。「笠置水力」として木曽電気興業時代の1920年（大正9年）3月に水利権を取得していた地点にあたる。当初は水路式発電所として許可を得ていたが、上流にダム式の大井発電所が建設された関係で、笠置発電所もダム式に模様替えした。所在地は岐阜県加茂郡飯地村（現・恵那市飯地町）。1934年（昭和9年）11月に着工、1936年（昭和11年）11月に完成した。出力は3万5500kWであったが、完成翌年に使用水量の増加により4万500kWに増強されている。水車・発電機各3台と変圧器はすべて日立製作所製のものを設置。発生電力は発電所まで延伸された大阪第二送電線により関西方面へ送電されたため、笠置発電所の新設は同送電線の有効利用にも繋がった。
在来線移設工事の着工前、北陸新幹線と信越本線は旧駅舎の南側約300mの地点で約20度の角度で交差していた。だが新幹線の建設計画では駅の設置箇所が交点の北西約200m、旧駅舎の西側約120mの地点に定められ、且つ旧駅舎周辺の空間が非常に狭小であることから、乗り換えの動線をはじめとする駅の利便性確保の面で問題が生じた。こうしたことから上越市は2000年代半ば、駅周辺の新幹線と在来線双方の線形や構造等も含めた移設方法について、コンサルタント企業などに依頼して検討と設計を進めた結果、在来線を新幹線西側の地平部へ移設することとなった。メリットとして、新幹線と在来線の斜交が解消され相互間の乗り換え動線が明確になるほか、新幹線駅が上越市側にあたる東側を向き、且つ駅東側の土地利用に柔軟に対応できる点、駅前広場の整備箇所を3箇所から2箇所に削減でき、駅へのアプローチ方法が明確となる点などが挙げられる。また駅付近の新幹線の高架部は当初1層構造で設計されていたが、計画を変更して嵩上げし、駅機能を中層階に設ける構造が可能となった。これに合わせて駅機能を新幹線と在来線の中間高に集中させ、新幹線駅舎をホーム下の高架構造、在来線駅舎を橋上構造として、それに並行して駅構内の乗り換え通路と駅東西を横断する自由通路が整備されることとなった。この在来線移設は上越市が実施する駅周辺整備事業の一環として進められることとなり、新幹線駅西側に在来線駅を移設する基本設計も固まったものの、設計・施工をどこが担うのかが問題となった。信越本線の長野駅 - 直江津駅間は新幹線開業の際、並行在来線としてJR東日本から経営分離される旨が1998年（平成10年）に決定していたことなどから、JR東日本は自ら運営しない路線の移設工事の実施に関し難色を示してきた。一方2010年（平成22年）上半期の時点では、並行在来線を運営する新潟県の第三セクター法人がまだ設立されておらず、仮に設立した場合でも鉄道事業許可や工事の施工認可を得るには相当の期間が必要で、移設工事そのものも工期に約2年を要することから新幹線開業に間に合わない恐れが出てきた。このため上越市は鉄道事業許可を得たうえで、市の事業として工事を行う方針を一時示したものの、在来線の運営主体ではないことなどから事業許可の取得は断念せざるを得なかった。加えて駅周辺整備事業地区の駅西口側で「釜蓋遺跡」が出土した影響もあって、周辺道路の整備を優先させるためにも信越本線の移設を早期に完了させる必要性が生じた。そこで市は県とともに「JR東日本の施設変更として実施する方法が望ましい」として同年4月28日、同社による移設工事の実施を要望した。これに対しJR東日本は同年6月21日付で回答書を提出し「北陸新幹線の施工と並行在来線の経営分離に向けた関連工事のため、人材が不足している」とした上で「現状の信越本線の施設仕様で設計・施工する」「2004年に締結した周辺整備の基本協定書に基づき、事業費全額を上越市が負担する」「JRの技術陣を移設工事に振り向けるため、現状の鉄道施設には改良を加えず在姿のまま第三セクターへ譲渡する」「移設時期が経営分離直前となるため、移設後の旧線施設の撤去は第三セクターが実施する」との条件を付加した上でJR東日本が設計・施工を受諾する旨を伝達した。これを受けて市では市議会で関連予算案の議決を経て2012年（平成24年）3月、市とJR東日本が移設事業の施工協定を、6月に市とJR東日本が施工企業との契約をそれぞれ締結し、同月から測量などの準備工が開始された。そして8月28日に在来線駅舎予定地で安全祈願祭が執り行われ、翌9月から各工程に本格着工した。移設事業は、まず駅南側に架かる矢代川橋梁付近から、駅北側の新潟県道85号上越高田インター線（都市計画道路中田原下箱井線）付近に至る区間に延長1781mの新線を設け、新幹線ホーム西側の地平部に在来線ホームを新設して機能を移転するまでの工程を、JR東日本が上越市から施工を受託して実施した。新線運用開始後の旧線施設の撤去工事は、上越市が事業主体の駅周辺整備事業の一環として実施し、新線切り替え後に旧線区間の延長1695mを廃止して各施設を撤去した上で、旧駅舎を含む駅東側の用地を東口駅前広場の整備に充当するという施工順で進められる。信越本線の移設工事費用約40億円は上越市が負担し、一般財源のほか国や県の補助金、合併特例債などを活用して賄われた。東口駅前広場の工期は新幹線開業後の2015年3月31日までを予定しており、新幹線開業に合わせ車両乗り入れ等の暫定供用が開始される。