三尾発電所
導水路終端には上部水槽として高さ74メートルのサージタンクを設置する。上部水槽から水車発電機へと水を落とす水圧鉄管は1条の設置で、その長さは296.4メートル。水車発電機も1組の設置で、水車は揚水ポンプを兼ねる立軸単輪単流渦巻フランシス型ポンプ水車を採用。発電機は三相交流同期発電電動機で、その容量は3万7,000キロボルトアンペアである。周波数は50ヘルツと60ヘルツの双方に対応する。水車・発電機ともに日立製作所製。発電所建屋は鉄筋コンクリート構造の地上2階・地下8階建て(半地下式)である。
放水先(揚水発電の下部貯水池)は下流に位置する王滝川木曽ダム調整池で、湛水区域内の放水口(北緯35度49分15.8秒 東経137度38分57.7秒 / 北緯35.821056度 東経137.649361度 / 35.821056; 137.649361 (三尾発電所放水口))まで発電所から放水路が伸びる。放水路の長さは1.195キロメートルで、全線無圧トンネルで構成されている。
三尾発電所はダムと導水路の双方により落差を得て発電するダム水路式発電所である。最大使用水量30.90立方メートル毎秒・有効落差137.20メートルにより最大3万7,000キロワットを発電する。
取水先(揚水発電の上部貯水池)は水資源機構が管理する王滝川牧尾ダム貯水池である。取水設備として、ダム上流右岸側に高さ69.40メートルの取水塔が立つ(北緯35度49分11.3秒 東経137度36分13.5秒 / 北緯35.819806度 東経137.603750度 / 35.819806; 137.603750 (三尾発電所取水塔))。王滝川は牧尾ダムから北へ大回りして三尾発電所方面へ流れるが、取水設備と発電所を結ぶ導水路は沢渡峠地下をほぼ直線のトンネルで通り抜ける。導水路の全長は2.777キロメートルで、全線圧力トンネルで構成される。なおこの区間には御岳発電所や常盤ダム調整池が立地するが、牧尾ダムや三尾発電所とは無関係の施設である。
また水路トンネル工事でも湧水を伴う断層破砕帯が支障となり難工事となった。工期遅れの挽回のため発電所建屋の工事では発電機据付と建物工事を同時並行で進めるなど突貫作業で施工されている。着工から2年半後の1963年(昭和38年)1月29日、全工事が完了した。
工事終了後、発電所名が建設段階の王滝川発電所から「三尾発電所」に改められる。そして1963年5月8日付で仮使用認可が下り、三尾発電所は営業運転に入った。使用認可は7月4日付で、29日には竣工式が挙行されている。遅れて翌1964年(昭和39年)5月30日付で揚水発電についての仮使用認可も下りた。揚水発電の実施は三尾発電所が関西電力社内で最初の事例であった。なおこの段階では、揚水発電の下部池を提供する木曽ダムが未完成のため、木曽ダム調整池ではなく常盤発電所下流の仮締切による湛水を暫定的に活用して揚水発電に対応した。1967年(昭和42年)12月に木曽ダムが完成(翌年1月木曽発電所運転開始)すると、三尾発電所の放水口が木曽ダム調整池内に移設され、計画通り木曽ダム調整池が下部池となっている。