Горьковское водохранилище создано в 1955—1957 гг. на р. Волге на территории Горьковской, Ивановской, Костромской и Ярославской областей при строительстве Горьковской ГЭС для получения электроэнергии, водоснабжения городов и промышленных предприятий и развития судоходства и рыбного хозяйства. Заполнение водохранилища происходило в течение трех лет.
Площадь водосбора в створе гидроузла 229000 км2, средний годовой сток 52500 млн. м3, за половодье — 35000 млн. м3.
При НПУ 84 м площадь водохранилища 161 тыс. га. Полная вместимость 8815 млн. м3, полезная — 2782 млн. м3.
Подпор распространяется до плотины Рыбинского гидроузла на расстояние 430 км. Максимальная ширина (Юрьевецкий разлив) составляет 15 км, глубина — 22 м, средняя глубина — 6,4 м.
Площадь мелководий с глубинами от 0 до 1 м равна 21,1 тыс. га, с глубинами от 1 до 2 м — 15,7 тыс. га, или 9,7 % общей площади водохранилища.
Сработка уровня воды происходит в основном в зимний период на глубину 2 м, до отметки 82,0 м. Наполнение водохранилища осуществляется весенними паводковыми водами. Водообмен происходит 5 раз в год.
В водохранилище впадает свыше 600 рек и речек, наиболее крупные из них — Которосль, Солоница, Кострома, Соть, Касть, Желтова, Елнать, Немда, Унжа, Меза, Вопша, Шмиля.
Водохранилище делится на речной, озерный участки и приплотинный плес.
Речной участок протяженностью 345 км, средней шириной 2 км, площадью 45 тыс. га, максимальной глубиной 18 м расположен от плотины Рыбинской ГЭС до устья р. Елнать.
Участок озерного типа, Костромской разлив, достигает протяженности 35 км, ширины 24 км, глубины 4—8 м. Береговая линия сильно изрезана. В него впадает много рек, мелких притоков (Соть, Меза, Касть, Вопша, Кострома и др.). На участке имеются острова Моховатый, Куниковский, Вежи и полой Петриловские, Мисковские, Бухаловские, Жариковские и др. Это ценный участок для размножения, нагула и зимовки рыб.
Приплотинный плес простирается от р. Елнать до плотины Горьковской ГЭС, включая Юрьевецкое расширение. Площадь его достигает 90 тыс. га, протяженность — 90 км, максимальная ширина — 14 км, максимальная глубина — 22 м, средняя — 6—12 м. Плес имеет ряд крупных заливов, образуемых впадающими реками (Немда, Унжа, Ячменка, Моча и др.).
В водохранилище происходит интенсивный процесс разрушения берегов и образования отмелей.
Ихтиофауна сформировалась из местных рыб, а также из вселенных в водохранилище леща и судака разного возраста. Насчитывается 33 вида рыб, из них основными промысловыми являются лещ, судак, щука, чехонь, жерех, налим, плотва, густера, окунь.
Условия для естественного воспроизводства рыб неблагоприятны. Площадь нерестилищ составляет лишь 3 % общей площади водохранилища.
Промысловая рыбопродуктивность с учетом вылова рыбы рыболовами-любителями в 1987 г. составила 3 кг/га вместо 2,3 кг/га в 1980 г.
Промысловый лов рыбы ведут рыбаки Костромского, Ивановского, Горьковского рыбокомбинатов и Ярославского производственного объединения рыбной промышленности.