Em 1970, o consórcio formado pelas empresas PNC e ELC Electroconsult (da Itália) venceu a concorrência internacional para a realização dos estudos de viabilidade e para a elaboração do projeto da obra. O início do trabalho se deu em fevereiro de 1971. Em 26 de abril de 1973, Brasil e Paraguai assinaram o Tratado de Itaipu, instrumento legal para o aproveitamento hidrelétrico do Rio Paraná pelos dois países. Em 17 de maio de 1974, foi criada a entidade binacional Itaipu, para gerenciar a construção da usina. O início efetivo das obras ocorreu em janeiro do ano seguinte. Um consórcio de lavrouras, liderado pela Mendes Júnior, executou o projeto.
Para a construção, foram usados 40 000 trabalhadores diretos. Para o material, foram usados 12 570 000 metros cúbico de concreto (o equivalente a 210 estádios Jornalista Mário Filho e uma quantidade de ferro equivalente a 380 Torres Eiffel.
Comparando a construção da hidrelétrica de Itaipu com o Eurotúnel (que liga França e Inglaterra sob o Canal da Mancha) foram utilizados 15 vezes mais concreto e o volume de escavações foi 8,5 vezes maior.
Em uma operação denominada Mymba Kuera (que em guarani quer dizer "pega-bicho"), durante a formação do reservatório, equipes do setor ambiental de Itaipu esforçaram-se em percorrer a maior parte da área que seria alagada para salvar centenas de exemplares de espécies de animais da região.
No dia 14 de outubro de 1978, foi aberto o canal de desvio do Rio Paraná, que permitiu secar um trecho do leito original do rio para ali ser construída a barragem principal, em concreto.
