ГЭС построена по русловой схеме. Урез воды выше плотины поддерживается на высоте 125,9 метров, ниже — около 120,2 метров.
Сооружения ГЭС построены по проекту архитектора А. М. Рухлядева[2].
Состав сооружений ГЭС:
бетонная водосливная плотина длиной 116 м и наибольшей высотой 18,5 м;
однониточный однокамерный судоходный шлюз № 9 (на спрямляющем канале);
здание ГЭС закрытого типа.
Мощность ГЭС — 3,52 МВт[3], среднегодовая выработка — 9,75 млн кВт·ч. В здании ГЭС установлены 2 поворотно-лопастных гидроагрегата мощностью по 1,76 МВт, работающих при расчётном напоре 4,8 м[источник не указан 1954 дня].
Карамышевский гидроузел обеспечивает судоходство по р. Москве. Русло реки, преграждаемое плотиной, дублируется для судоходства Карамышевским спрямлением.
Березинский А. Р. Технический отчёт о строительстве "Канала Москва-Волга". — Ленинград: Государственное Издательство Строительной Литературы, 1940. — С. 126—129. — 316 с.