1951년 정부에서 6 · 25전쟁으로 파괴된 기존 전력시설의 복구와 더불어 자주적인 전원사업(電源事業)을 위하여 소계곡전원개발계획을 추진하게 되었으며, 대형전원개발은 당시의 긴박한 국가 재정상으로나 공사기간의 장기성으로 보아 불가능할 뿐 아니라, 전시하에서 전력시설의 소개(疏開)를 위한 전원의 분산과 그 지방의 산업개발을 촉진하기 위하여 소규모의 수력발전소건설계획을 추진하게 되었다.
1951년 소계곡발전소 건설 지점을 현지답사하여 괴산수력에 대한 개발계획을 확정하고, 1952년 11월 공사를 시작하였다. 그러나 화폐개혁으로 인한 자금동결, 국회의 예산부결 등으로 공사가 중단상태에 있다가 1953년 7월부터 가설공사와 댐 기초굴착에 착수하였다.
그러나 자금공급의 어려움으로 총공정 28% 상태에서 그 해 12월 공사는 다시 중단되었고, 거듭되는 자금난으로 많은 시일이 걸렸다. 그 뒤 1954년 5월 18일 재착공하였으나, 계속되는 자금난과 주자재인 시멘트 부족으로 1954년 7월 총공정 35%에서 다시 중단되었다.
새 설계변경, 물가의 앙등과 부진한 자금방출로 다섯 차례에 걸친 예산변경 끝에 총예산 15억 3100만 원으로 1957년 2월 28일 준공하여 3월 11일 시운전에 성공하고, 그 해 4월 28일 준공식을 거행하였다.
이 발전소는 칠성면 사은리 부근, 암반이 단단한 곳에 남한강 지류인 달천강을 가로질러 높이 28m, 길이 171m의 콘크리트 중력댐을 쌓고, 총저수량 1,533만㎥의 저수지를 조성하여, 댐 좌안 직하부에 설비용량 2,600㎾의 수차발전기를 설치한 댐식 발전소이다.
저수지는 칠성호라 이름지어졌으며, 만수위 높이 135.65m, 저수용량 1,500만㎥, 유역면적 671㎢이며, 1,300㎾ 입축, 카플란수차 2대를 설치하였다. 시설용량은 비록 적으나 당시로서는 어려운 여건하에서도 국내기술로 설계, 시공한 최초의 발전소로서, 연간 1,080만㎾h의 전력을 생산, 지역 부하(負荷)를 담당하고 있다.
1980년 7월 중부지방을 강타한 태풍 및 호우로 댐의 물이 넘쳐흘러 발전소가 물에 잠기는 등 발전설비에 크게 피해를 보았으나, 곧 복구에 착수하여 1981년 4월 완공하여 현재와 같은 새로운 면모를 갖추게 되었다.