为确保水电站机电设备和水工建筑物的正常运行、安全生产、完成发电和水库调度任务所进行的管理工作。主要包括：水务管理和水库调度、水工建筑物的安全监测、机电设备的运行管理等。
　　水务管理和水库调度　管理雨情、水情信息和水库调度业务。提高降雨和水文预报的精度，为水电站防洪调度、经济运行提供可靠的数据，以及为水库调度部门和电力调度部门提供决策依据，并为水电站正确处理防洪、发电、灌溉、供水等方面的关系，发挥水能综合利用和水电站综合效益提供物质保证。在水库防洪调度方面，需要正确处理发电与防洪的关系，遵守水库调度规则。为了更好地发挥水库防洪和发电的综合效益，需要根据河流的水文特性，确定水库分期防洪限制水位，在不影响防洪安全的条件下，提高水库蓄满率，增加发电效益。在发电方面，大多数水电站按时历法结合预报进行水库调度。20世纪80年代以来，系统分析、控制论、最优化控制等新方法逐渐运用于水库调度领域，水库优化调度方案已开始在生产中发挥更好的效益。
　　水工建筑物的安全监测　水电站运行管理的重要组成部分。水工建筑物包括大坝，引水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，通航、过木、过鱼建筑物，水电站厂房等承受水作用力的建筑物。水工建筑物能否正常运行，直接影响水电站效益的发挥和下游人民生命财产的安全。
　　水工建筑物的安全监测工作，是从施工建设开始，在初次通水期和运行期都要进行系统的监测，尤其是水库初次蓄水时，大坝状态变化的观测记录，对于检查设计的预期值及与运行期监测值的比较，具有特别重要的意义。
　　水工建筑物的维护、检修，是改善水工建筑物的工作状况，保证安全运行的重要措施。在处理混凝土裂缝、防渗工程和大坝整体加固工程中普遍采用的方法有化学灌浆、环氧材料、喷锚技术、预应力锚固等新材料、新工艺。
机电设备的运行管理　发挥水电站经济效益的关键环节。主要包括安全操作管理、技术经济管理、设备检修管理和运行值班人员的岗位技术培训。
　　安全操作管理　认真执行安全工作规程、运行规程和工作票、操作票、交接班制度、巡回检查制度、定期试验和轮换制度等有关规程和制度，定期进行安全检查、设备运行安全分析。
　　技术经济管理在保证完成发电、调峰、调频和事故备用等任务的前提下，注意采取措施降低发电水耗、厂用电率；定期进行机组效率试验，经常开展经济分析活动；在汽蚀、振动允许的条件下，进行机组间负荷的经济分配；对于同一条河流上多级开发的梯级水电站，实行一厂多站统一管理、统一调度；对于较大的河流，分段组织梯级电站，进行集中控制；合理调度，提高水能利用效益。
　　设备检修管理包括机电主设备和辅助设备的维护、监测、大小修计划的安排，施工管理及技术档案、技术资料的积累等管理工作。设备检修，是保持设备状况完好，保证安全生产必要的条件。必须坚持预防为主、安全第一、质量第一的方针，按照应修必修、修必修好的原则，有计划地进行设备检修。
　　岗位技术培训其目的是提高水电站各岗位运行值班人员的技术素质，达到熟悉设备、系统及其基本原理，熟悉操作和事故处理，熟悉本岗位的规程和制度，能正确地进行操作和分析运行状况，能及时地发现故障和排除故障，能掌握一般的维护技能等“三熟三能”基本功，保证每一个值班人员都能胜任本岗位的运行操作、设备监控、巡回检查和事故处理。培训工作可分为上岗前培训和岗位技术培训。培训的方法有：组织规程和技术学习与考试；现场考问讲解；技术问答；反事故演习；技术讲座；技术报告会；短期脱离岗位的专业培训班；仿真机培训等。
国外很多水电站已无人值班，实行梯级集中控制，上述水电站运行管理均由总厂承担。