Projekt na využití vodní síly postavením přehrady na Dyji projednala společnost Podyjské závody (Thayawerke) v roce 1912. V té době však zatím na toto dílo v Rakousko-Uhersku nebyly peníze.
Původně bylo využití navrženo v pěti stupních, přičemž Vranovská přehrada byla stupněm nejhořejším. Její výstavba včetně udělení koncese na využití vodních sil pro výrobu elektřiny byla Podyjským závodům povolena vodohospodářským rozhodnutím Okresního hejtmanství Znojmo ze dne 28. srpna 1912 na dobu devadesát let trvání. Rozhodnutí nabylo právní moci v roce 1914.
Po vzniku Československé republiky v roce 1918 se stal po dohodě s Podyjskými závody investorem přehrady stát a Země Moravskoslezská za přispění akciové společnosti Západomoravské elektrárny.
V roce 1929 byly stavbou Vranovské přehrady pověřeny tři akciové společnosti: Českomoravská stavební společnost v Praze, Lanna společnost v Praze a Pittel und Brausewetter v Brně. Projekt, který byl v průběhu stavby přehrady doplňován o nové poznatky získané při stavbách velkých přehrad v zahraničí,vypracoval Zemský úřad v Brně.
Další rozhodnutí ( modernizované) o přípustnosti stavby přehrady Vranov vydalo Ministerstvo veřejných prací dne 24.5.1930 . Stavba hydroelektrárny byla povolena výměrem Zemského úřadu v Brně ze dne 25.VII.1933.
Koncem roku 1934 byla voda nadržena na kótu 329,70 m nm a ZME vyrobily od spuštění 765 MWh . Maximální provozní hladina, kóta 349,0 m nm byla v přehradě poprvé dasažena 12. dubna 1935. V tomto roce bylo vyrobeno ve vodní elektrárně celkem 8,736 MWh. Takže počínaje rokem 1935 začíná normální provoz vodní elektrárny.
V březnu 1930 se začala údolní přehrada (na řece Dyji) u Vranova nad Dyjí (největší vodní stavba v tehdejší ČSR) budovat společně s novým Bítovem, dvěma mosty a inženýrskými stavbami v novém Bítově pod vedením zemského vrchního stavebního rady Ing. Karla Navrátila. Dílo, kde v průběhu stavby pracovalo 2 500 lidí, bylo dokončeno za tři a půl roku a na podzim roku 1933 se vodní nádrž začala napouštět vodou. Uvedení do provozu bylo v roce 1934. Dne 11. března 1934 se začalo roztáčet a 11. dubna téhož roku bylo připojeno na síť první soustrojí vodní elektrárny Vranov nad Dyjí.
Po Mnichovu v roce 1938 byla elektrárna, i se vším elektrárenským zařízením zabrána a přičleněna k Rakousku. ZME byly nuceny odprodat elektrárnu včetně elektrických zařízení v zabraných obcích akciové společnosti "NEWAG" ve Vídni (Gauwerke- Niederdonau).
Po skončení druhé světové války se stává znárodněním vlastníkem vodní elektrárny ve Vranově na řece Dyji stát, který ji začleňuje do národního podniku Západomoravské elektrárny.
V roce 1948 bylo v elektrárně instalováno a uvedeno do provozu třetí soustrojí TG1 a v období 1949 až 1950 byla zrealizována transformovna 110/6,3 kV.
Vodní elektrárna byla vybudována jako špičková a v tomto režimu je provozována i v současnosti. Pro vyrovnání nepravidelných odtoků do řeky Dyje slouží vyrovnávací nádrž Znojmo s průtočnou vodní elektrárnou, ve které jsou instalovány dvě přímoproudé Kaplanovy turbíny s protékanými generátory.
Špičkovým provozem vodní elektrárny Vranov je tedy ovlivněn úsek řeky Dyje v délce zhruba 43 km, z čehož cca 40 km leží v I. Zóně Národního parku Podyjí a asi v délce 26 km tvoří hranici s Rakouskem. Ve smyslu původních projektů měl být využit energeticky i tento úsek, v posledním Směrném vodohospodářském plánu na využití vodní energie jsou zde evidovány dvě locality. Vlivem dotčení zájmu Rakouska, a též z důvodů ochrany životního prostředí nebyly tato díla realizovány .
Objem vody v přehradní nádrži činí cca 150 miliónů m3. Přehrada přijímá také vody Želetavky, která se vlévá do Dyje u hradu Bítova. Nádrž přehrady dosahuje až 1,5 km pod Podhradí nad Dyjí.Celková délka jezera činí 30km, největší hloubka ( 46m ) je přímo u zdi a pod prvním mostem u Bítova dosahuje asi 30 metrů. Hladina přehradního jezera má plochu 763 ha a nachází se ve výšce 351 m nad mořem.
Přehradní zeď Vranovské přehrady je vybudována jako gravitační zeď z litého betonu. Síla přehrady v základu je 27 m, v koruně se zužuje na 6 m. Délka v koruně je 290 m, výška nad základem 54 m. Poloměr zakřivení zdi je 500m. Dvěma zesílenými bloky o šířce 27 m byla zeď rozčleněna na tři části. Přes přemostěnou levou a prostřední část přepadává velká voda korunovým přepadem. Na levém břehu byly zřízeny kaskády, které svedou vodu přepadající od korunového přepadu v levém křídle zdi do vývařiště pod přehradou. Korunové přepady jsou dlouhé 122 m a mají kapacitu 580m3/sec. V levém boku jsou čtyři výpustná potrubí o průměru 1600 mm, kterým lze vypouštět vodu rychlostí 170 m3/sec. V pravém boku přehrady jsou umístěny tři roury o průměru 2600 mm přivádějící vodu do elektrárny vybudované u paty zdi. V elektrárně jsou umístěny tři Francoisovy turbíny, každá o výkonu 5,44 MW s průtokem15 m3/sec. V přehradě byly ke kontrole vybudovány kolmé šachty a tři průchodové štoly.
Lodní doprava
V roce 1934 byla ukončena stavba Vranovské přehrady. Byly zajištěny ubytovací kapacity a lodě pro osobní dopravu. V letech 1934 -1992 bylo na Vranovské přehradě celkem s 20 plavidel.
Technická a stavební data:
Hydrologie:
vodní tok Dyje
říční km 175,4 km
plocha povodí 2 221,3 km2
obsah nádrže při kótě 352,01 m.n.m. (vzdutí) 132,2 mil.m3
obsah nádrže při kótě 350,65 m.n.m. (přepad) 122,66 mil. m3
maximální průtok ( 2 x 45 m3/vt) 90,0 m3/vt.
elektrárenské potrubí ( 3 x 1 800 mm ) 320,00 m.n.m.
maximální průtok ( 3 x 17 m3/vt. ) 17,0 m3/vt.
kubatůra betonářských prací 220 000,- m3
Přehrada je betonová, gravitační, s 6 -ti normálními, 8 -mi přepadovými , 2-mi funkčními a dvěmi okrajovými bloky. Je založena na rulovém a svorovém podloží.
Hráz má 3 podélné revizní chodby . Revizní chodby jsou propojeny šachtami.
V elektrárně jsou instalovaná tři turbosoustrojí.
TG 1 do sítě najeto 27.6.1948. V roce 1999 provedena rekonstrukce pro automatické najíždění a odstavení.
TG 2 do sítě najeto 3.6. 1934 V roce 2002 provedena rekonstrukce pro automatické najíždění a odstavení.
TG 3 do sítě najeto 11.3. 1934 V roce 2003 provedena rekonstrukce pro automatické najíždění a odstavení.
Celková modernizace proběhla v letech 1999 – 2003 ,kdy byly postupně jednotlivé soustrojí rekonstruovány a modernizovány .
Elektrárna pracuje do 110 kV sítě . Jsou zde však zaústěny i čtyři distribuční vedení 22kV.