主要建筑有擋水的有主壩2座、副壩5座、2條輸水隧洞、3個大型溢洪洞、2座發(fā)電站、1座大型調(diào)節(jié)池和1條密云至北京引水渠。 潮河主壩位于南堿廠村西南約100米處，為壤土斜墻、沙礫料壩體的碾壓式土壩。壩基覆蓋層厚14米，采用壤土齒槽防滲，糟底基巖進行帷幕灌漿。壩頂高程160米，最大壩高56米，壩頂長1008米，寬8米。填筑土石方506.2萬立方米，投資2505萬元。
白河主壩位于溪翁莊村北1公里處，為壤土斜墻、沙礫料壩體的碾壓式土壩。壩基防滲采用壤土齒槽，粘土、水泥灌漿帷幕及混凝土防滲墻等3種方法。壩頂高程160米，最大壩高66.4米，壩頂長960.2米，寬8米。填筑土石方1101.7萬立方米，投資5141萬元。 五座副壩分別在北白巖、走馬莊、南石駱駝、西石駱駝、九松山等地，總長2592米。除走馬莊副壩為心墻和均質(zhì)土壩外，其他大壩均為碾壓式粘土斜墻壩，壩面襯砌石塊。主副壩填筑石方總計為1888萬立方米。
九松山副壩位于潮河主壩西2.5公里處，為壤土斜墻、沙礫料壩體的碾壓式土壩口副壩跨越5個埡口，自西向東分別定為1號至5號壩段，壩頂總長1059米，1號壩最高為35.5米。填筑土石方123.2萬立方米，投資503萬元。
北白巖副壩位于白河主壩西1.5公里處，為壤土斜墻、碎石透水料壩體的碾壓式土壩。壩高15.7米，壩頂長120米。填筑土石方3.9萬立方米，投資24萬元。
走馬莊副壩位于白河主壩東1.5公里處，為壤土心墻土壩。有5個埡口，依次分為1號至5號壩段，最大壩高39米，壩頂總氏519. 3米。填筑土石方50.8萬立方米，投資287萬元。
西石駱駝副壩位于石駱駝盆地西埡口中，分2個壩段，分別采用斜墻壩和心墻壩兩種壩型。最大壩高20.1米，壩頂總氏220米。填筑土石方8.7萬立方米，與南石駱駝副壩共用資金315萬元。
南石駱駝副壩位于石駱駝盆地南部二甲峪村北的臺地上，自右壩頭向左350米處埋設(shè)有出口直徑70厘米的輸水管道1條。壩長637米，最大壩高26.9米。填筑土石方38.8萬立方米。 1951年即開始著手密云水庫的規(guī)劃和勘測工作。1956年7月，北京水利勘測設(shè)計院在《海河流域水能規(guī)劃要點》中將修建密云水庫列為治理海河的首批工程，并于1957年11月提出在第三個五年計劃期問修建密云水庫的具體規(guī)劃。1958年6月26日，國務(wù)院總理周恩來親臨密云勘察并確定了潮、白河主壩壩址。6月底，國務(wù)院作出了于1958年修建密云水庫的決定。
密云水庫山清華大學水利水電勘測設(shè)計院設(shè)計，北京市水利勘測設(shè)計院協(xié)助設(shè)計，設(shè)計負責人為清華院的張光斗教授和北京院的馮寅總工程師。水利工程按Ⅰ等工程設(shè)計，設(shè)計洪水重現(xiàn)期為1千年，校核洪水重現(xiàn)期為1萬年口土壩按Ⅰ級建筑物設(shè)計，溢洪道按Ⅱ級建筑物設(shè)計，隧洞、電站按Ⅲ級建筑物設(shè)計。土壩及溢洪道按地震裂度8度設(shè)防，南石駱駝副壩因有二甲峪大斷層穿過按8.5度設(shè)防，其他建筑物按7度至7.5度設(shè)防。
1958年7月，來自河北省的密云、懷柔、平谷、延慶、薊縣、止河、寧河、武清、安次、大廠、香河、寶取、遵化、五田、盧龍、撫寧、昌黎、霸縣、回安、永清和北京市的順義、通州、大興、周日店、昌嚴、海淀、朝陽、豐臺等28個縣區(qū)共20.6萬民工參加施工。其中密云縣參建人數(shù)達5200余人。9月1日，在潮河工地九松山舉行開工典禮，正式動工。經(jīng)過工程技術(shù)人員、民工和1萬余解放軍折戰(zhàn)員的艱苦奮戰(zhàn)，1959年9月攔洪，1960年9月竣工。 1976年7月28日唐山大地震，導致白河主壩水下砂礫石壩坡保護層液化滑脫，滑脫面6萬平方米，塌滑方量15萬立方米。震后水電部與北京市立即組成密云水庫抗震防汛指揮部，對水庫原有各項工程按防震、防洪與防災(zāi)的止防要求徹底加固。加固中，全部清除了白河主壩易液化的砂石保護層，另換碴石材料，并把原粘土鋪蓋的斜墻加厚。其他主、副壩也做了加固處理，同時增建1座溢洪道、3條泄水隧洞和1座1萬千瓦的電站。工程由清華大學，水電部第二、第十三工程局設(shè)計，以白河主壩加固為重點，以機械化施工為主。參加施工的有密云、順義、通縣民工1萬余人和市水利工程總隊、鐵道兵、北京衛(wèi)戍區(qū)及水利電力部第二、四、五、七、十三工程局、石泉工程分局的1萬余名工人、干部、解放軍指戰(zhàn)員口白河主壩加固工程于1977年11月21日全向完成。
密云縣人民為修建密云水庫做出了巨大犧牲和貢獻。庫區(qū)內(nèi)20.7萬畝良田被淹沒，65個村莊搬遷，有11536戶、56908口人由黨和政府妥善安排了生產(chǎn)和生活。 新中國建立之初，密云縣僅有林地20萬畝，占全縣總面積的5.98%。密云水庫建成后，密云開始了長達半個世紀的植樹造林、風沙源治理、綠化荒山、爆破造林，使林木覆蓋率達到了64.3%，水庫水源涵養(yǎng)區(qū)林木覆蓋率更是高達72.3%。 為了實現(xiàn)對水源水質(zhì)的零污染，密云在全縣范圍內(nèi)推廣“三治五化”（“三治”即治理垃圾、治理污水、治理臟亂；五化是指村莊實現(xiàn)凈化、綠化、硬化、美化、亮化），大力發(fā)展沼氣、秸稈氣、太陽能熱水器等清潔能源。
至20世紀80年代中期，保水的任務(wù)也就更重，密云版圖的2/3都成了水源保護區(qū)。1985年，北京市公布《兩庫一渠保護條例》，規(guī)定密云水庫流域禁止上水利工程以外的任何項目。在很短的時間內(nèi)，50多家企業(yè)被關(guān)閉，80多個在建項目被停辦。
至2011年，為了確保密云水庫不受污染，密云縣還提出了護水、護河、護山、護林、護地、護環(huán)境的“六護”舉措，成立了由7000名護林員、2000余名管水員和村級保潔員、300余名巾幗護綠隊組成的環(huán)保隊伍。密云水庫周邊，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)成立的水環(huán)境保護隊已吸納了1800多名本地居民，做到每85米庫濱帶就有一名村級保潔員，他們每天工作6個小時以上。
經(jīng)多年卓有成效的水源保護，形成了密云優(yōu)美的自然環(huán)境，庫區(qū)空氣中負氧離子含量高于市區(qū)40倍，空氣質(zhì)量常年保持在一級，密云水庫也成為北京唯一無污染的飲用水源，水體質(zhì)量達到可直接飲用的二級標準。
2014年，密云縣從各單位組織了12566人，建立起護水、護河、護山、護林、護地、護環(huán)境的“六護”機制，全縣各鎮(zhèn)都有一名副鎮(zhèn)長專管水源保護工作。在水庫周邊，各鎮(zhèn)組建了密云水庫保水巡查隊，各村也都成立了保水員隊伍。
為保證庫區(qū)環(huán)境安全，密云縣將建設(shè)長398公里的圍網(wǎng)，對水庫實行封閉管理。封閉管理后，庫區(qū)高程160米以下列為“水庫一級保護區(qū)”，保護區(qū)內(nèi)嚴禁垂釣、燒烤、游玩觀光和無證捕撈等活動，嚴禁新建與水源保護無關(guān)的各類設(shè)施。同時，一級保護區(qū)區(qū)域內(nèi)村莊將不允許接納外來人口。 密云水庫以山靈水秀，景象萬千而吸引游人，成為京東著名的旅游風景區(qū)之一。水庫大壩巍峨，湖面遼闊。
庫旁的各式建筑，隱現(xiàn)在青山綠水之中，恰似仙宮瓊閣。水庫白河大壩西北有一座海拔900多米高的山峰，名叫五座樓筑，有五座烽火臺，氣勢雄渾。
密云水庫是北京著名的魚鄉(xiāng)，名菜有的“侉燉魚”（用水庫水燉的鮮魚），還有貼餅子和其他農(nóng)家菜：葫蘆條燉肉、豆腐粉條燉白菜干、炒鹵水豆腐等等。
交通路線：可至東直門長途汽車站乘東密豪華城巴車到密云汽車站后，再換乘到密云水庫的專線車。
