15 marca 1927 roku oficjalnie rozpoczęła się budowa elektrowni. Kierownictwo nad pracami budowlanymi sprawowali Aleksandr Winter jako naczelny konstruktor i Boris Wiedieniejew jako główny inżynier. Realizacja projektu wymagała poważnej mechanizacji i organizacji szeregu zakładów pomocniczych. Na miejscu utworzono warsztaty mechaniczne, tartak, betoniarnię, tłocznie, zorganizowano środki transportu. Z Niemiec sprowadzono kruszarki do kamienia i oprzyrządowanie elektryczne dla tymczasowej podelektrowni, która zapewniała zasilanie na czas budowy, z Czechosłowacji z kolei pozyskano konstrukcje metalowe. Winter w późniejszych wspomnieniach podkreślał, że w 1931 roku na budowie elektrowni położono 500 tysięcy m³ betonu – więcej niż kiedykolwiek dotąd na świecie. Na budowie pracowały w różnych okresach różne liczby ludzi idące w dziesiątki tysięcy: w listopadzie 1927 roku na budowie pracowało 13 tysięcy osób, w październiku 1931 roku – 43 tysiące, a w 1932 roku – 63 tysiące. Jako że w ówczesnych czasach ani radzieccy ani europejscy specjaliści nie mieli doświadczenia w budowie dużych obiektów hydrotechnicznych, w budowie zaporoskiej elektrowni czynny udział brali specjaliści ze Stanów Zjednoczonych. Głównym konsultantem do spraw budowy obiektu został inżynier wojskowy Hugh Lincoln Cooper.