石淵ダムについては1953年6月30日に完成した。このダムは日本で最初に施工が開始されたロックフィルダムであり、コンクリートを上流部に舗装して水をさえぎる「コンクリートフェイシングフィルダム」（コンクリート表面遮水壁型フィルダム）という日本国内で四基しか存在しない珍しいタイプのダムである。洪水調節や奥州市扇状地8,498ヘクタールへのかんがい用水補給のほか、電源開発による胆沢第一（14,600キロワット）・岩手県企業局による胆沢第二（5,500キロワット）の二発電所による水力発電を行う。下流には取水ダムである若柳ダム（高さ14.80メートル。河川法では堰扱い）があり、同ダムを通して発電されたあと胆沢川の農地に水を供給している。
田瀬ダムについては当初洪水調節専用であったが戦後の相次ぐ計画改訂により、その規模や目的を大幅に変えた。まず和賀・稗貫両郡の既に開墾されている水田9,440ヘクタールへの用水補給（不特定利水）、そして水力発電を目的に加えた。水力発電事業については1952年（昭和27年）の電源開発促進法に伴い発足した電源開発株式会社が事業主体となり、認可出力（最大出力）27,000キロワットの東和発電所を建設することとした。1944年の中断から六年後の1950年10月より建設が再開され、1954年（昭和29年）10月に完成した。
岩手県、すなわち北上川中・上流部については、1938年より進められた同計画の根幹事業「北上川五大ダム計画」を引き続き施工した。田瀬ダムがまず着手され石淵ダムが最初に供用を開始し、御所ダムが最後に完成した。「五大ダム計画」は1938年から1981年（昭和56年）まで続けられ、43年間の時を費やして全て完成した。現在は盛岡市厨川の四十四田ダムそばにある国土交通省東北地方整備局・北上川ダム統合管理事務所が各ダム管理支所を統括し、オペレーションしている。
北上特定地域総合開発計画については、指定地域が広大であるため、ここでは岩手県と宮城県に地域を分けて説明する。同計画の中心となるのは主にダムによる河川開発である。
北上川は明治時代に入って本格的な河川改修工事が手掛けられた。当時河川行政を司っていた内務省は全国の主要な河川を対象に河川改修を行っていたが、北上川については1880年（明治13年）から内務省直轄による河川改修がスタートした。当初は堤防の建設や川の流路を修正する工事が行われており、1902年（明治35年）まで実施された。その後北上川の河口を付け替える計画が立ち、1911年（明治44年）から「北上川改修事業」として施工が開始された。これは従来石巻市で仙台湾に注いでいた北上川を追波湾に転流させるというものであり、追波川を大幅に改修して河道を広げ北上川本流とし、旧流路は「旧北上川」とし1922年（大正11年）には分流部に鴇波洗堰・脇谷洗堰を設けて水量を調節し、併せて水運の便を図るため脇谷閘門を設置した。これにより上流部から流れ来る洪水は追波湾へ流して一関市より上流の洪水を防ぎ、蔵王連峰や栗駒山系より流れ来る迫川（はさまがわ）・江合川（えあいがわ）の洪水は旧北上川へ流すことで石巻市など下流部の洪水を防ごうとした。この他迫川については蛇行を修正して直線化、江合川については古川市（現・大崎市）で放水路を建設し鳴瀬川へ洪水の一部を導く「新江合川」を開削。こうした河道改修によって洪水調節を行おうとした。これら一連の事業は1934年（昭和9年）に完成し、北上川下流部における治水は一応終了した。
北上特定地域総合開発計画の策定に至るまで、北上川は様々な河川改修や開発がなされていた。最終的にはこれらが一体化されていくのであるが、ここでは計画策定までに行われた事業に関して詳述する。
炉心（リアクター）は、差し渡し3フィート、厚さ1フィートの6角形である。中にはウラン235約20ポンドに相当する硫酸ウラニル溶液が64ガロンが入っている。制御棒を引き抜くと臨界状態になり、核分裂の連鎖反応が始まる。周囲はウォータージャケットで包んであり、さらに中には鉛筆位の細いステンレス製の配管が10000本通っている。ウォータージャケットと配管の中の純水を核分裂の熱で加熱して蒸気を発生させ、この蒸気でタービンを回して発電する。その後蒸気はコンデンサー（復水器）で冷却水で冷やされて水になり、循環・再使用される。高温になった冷却水は、後部にある巨大なラジエーター（自動車のラジエーター1000台分の大きさ）で冷やされる。ラジエーター部分の屋根には冷却ファンをたくさん並べてある。運転時には強い放射線と高温のため燃料溶液の水は酸素と水素に分解してどんどん減ってしまうので、酸素と水素を再生室 (Recombination chamber) に導き触媒の作用で水に戻し、リアクターに返す。このようにして燃料溶液の量は一定に保たれる。リアクターは、ガンマ線を遮る鋼板と中性子線を遮る水またはパラフィンまたはプラスチックを交互に重ねた多層のシールドで覆ってある。リアクターの制御棒は水平に対して60度の角度に取り付けてあり、取り付け部は剪断ピン (Shear pin) で固定してある。どちらの方向からでも重力の加速度Gの5分の1以上の衝撃が加わると、剪断ピンが切れて制御棒がリアクターの中に落ち込み、連鎖反応を停止させる。X-12の計画はかなり具体的なところまで煮詰められ、54ーページの論文にまとめられて公表された。運行コストは、適当な条件下ではディーゼルと十分競争できるとされていた。この時点では2年以内に実現できると見込まれていた。