Среди наиболее значимых работ Программы комплексной модернизации Волжской ГЭС – замена гидроагрегатов на принципиально новые, номинальной мощностью 125,5 МВт вместо прежних 115 МВт. К началу 2021 года на Волжской ГЭС заменена 21 гидротурбина и 14 генераторов из 22.
В программу технического перевооружения 2021 года входит ввод в эксплуатацию после модернизации двух гидроагрегатов со ст. №10 (замена турбины и генератора) и со ст.№19 (замена генератора). А также вывод в реконструкцию ГА ст. №4 (замена генератора).
Кроме замены гидроагрегатов на принципиально новые, с увеличенной мощностью и более совершенными эксплуатационными характеристиками, по программе обновления будет осуществлена комплексная модернизация оборудования ОРУ-500 кВ с применением оборудования КРУЭ, заменены затворы водосливной плотины и другое гидромеханическое оборудование.