Nhà máy hiện hữu được xây dựng từ năm 1960 gồm 4 tổ máy, công suất định mức 4x40MW. Như vậy sau khi hoàn thành dự án mở rộng, tổng công suất của Nhà máy Đa Nhim sẽ là 240m MW.

Các hạng mục xây dựng mới công trình mở rộng Nhà máy thủy điện Đa Nhim gồm: cửa nhận nước; đường hầm áp lực, tháp điều áp, nhà van, đường ống áp lực, nhà máy. Các hạng mục hồ chứa, đập dâng và đập tràn, kênh xả sẽ sử dụng cùng với nhà máy hiện hữu). Tổng diện tích chiếm đất của dự án là 31,25 ha. Đặc biệt dự án không phải thực hiện di dân, tái định cư. Tổng mức đầu tư của Dự án trên 1.952 tỷ đồng, tương đương 92,277 triệu USD.

Dự án mở rộng Nhà máy thuỷ điện Đa Nhim sử dụng vốn vay từ Quỹ hỗ trợ phát triển chính thức (ODA) của Chính phủ Nhật Bản (85%) và vốn đối ứng của chủ đầu tư (15%)

Dự án do Công Cty cổ phần thủy điện Đa Nhim – Hàm Thuận – Đa Mi làm chủ đầu tư. Sau khi hoàn thành và đi vào hoạt động, dự kiến trong quý I/2018, dự án mở rộng Nhà máy thủy điện Đa Nhim sẽ bổ sung thêm 99 triệu kWh điện cho hệ thống điện quốc gia mỗi năm, ngoài sản lượng của nhà máy hiện hữu. Đồng thời góp phần duy trì ổn định cung cấp nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của dân cư vùng hạ lưu nhà máy.

Phát biểu tại lễ khởi công, Phó thủ tướng Hoàng Trung Hải đã biểu dương nỗ lực của Nhà máy thuỷ điện Đa Nhim hiện hữu với nhiệm vụ chính là sản xuất điện với sản lượng bình quân hàng năm khoảng 1 tỷ kWh/năm, ngoài ra còn cung cấp nước cho tỉnh Ninh Thuận hàng năm là 550 triệu m3/năm."Tuy giá trị sản lượng tăng thêm của Nhà máy Đa Nhim sau mở rộng không lớn nhưng ý nghĩa lớn nhất của Dự án là tận dụng tài nguyên bằng việc hạn chế xả thừa, qua đó tăng hiệu quả chung của Nhà máy thủy điện Đa Nhim trong bối cảnh nguồn năng lượng sơ cấp cho phát điện của nước ta ngày càng khó khăn", Phó thủ tướng nói đồng thời yêu cầu, Tổng công ty Phát điện 1 mà đại diện là Công ty cổ phần thủy điện Đa Nhim - Hàm Thuận - Đa Mi phải bảo đảm vận hành nhà máy thủy điện Đa Nhim hiện hữu an toàn, hiệu quả; đồng thời phối hợp chặt chẽ với các nhà thầu, thực hiện công tác xây dựng mở rộng nhà máy theo đúng các quy định hiện hành; đảm bảo an toàn lao động và thực hiện đúng các cam kết trong hợp đồng đã ký giữa nhà thầu và chủ đầu tư; đảm bảo tiến độ đưa tổ máy vào vận hành vào quý I năm 2018 với chất lượng cao nhất.