三峡工程具有防洪库容221.5亿立方米，防洪效益及其连带的环境保护效益十分显著。如遇“百年一遇”、“千年一遇”、“万年一遇”洪水时，三峡工程经过科学调度，可以充分发挥防洪功能，使长江中下游的防洪险情减少或者化险为夷。
防洪首要功能：可使荆江河段防洪标准从“十年一遇”提高到“百年一遇”。遇到类似1998年洪水或“百年一遇”（洪峰流量超过8.37万立方米每秒）洪水时，经三峡水库调蓄后，可控制枝城流量不超过56700立方米每秒（这是沙市或荆江大堤安全通过的流量），沙市水位不超过44.5米，可不启用荆江分洪区和其他分蓄洪区。此时，三峡水库的最高蓄水位仅为166.70米，滞蓄洪水量为143.3亿立方米，尚有一定备用防洪库容。
减少洪灾损失功能：遇“百年一遇”洪水，三峡工程可确保长江中下游安澜。遇“百年一遇”以上洪水，三峡水库的泄洪要始终控制沙市水位不超过45米。遇“千年一遇”（洪峰流量超过9.88万立方米每秒）洪水，三峡水库蓄水位最高蓄至174.69米，滞蓄洪水量为220.0亿立方米，三峡工程与荆江分洪区和其他分蓄洪区联合，可保障荆江堤防安全。遇1870年大洪水（洪峰流量超过10.5万立方米每秒），通过三峡工程与荆江等多个分蓄洪区的调度，可避免江汉平原发生毁灭性灾害。遇“万年一遇加10%”校核大洪水（洪峰流量超过12.43万立方米每秒），三峡大坝仍可确保安全。
错峰调节功能：经过水库调度，可避免武汉市汛期同时遭受长江和汉江等洪水袭击，提高了武汉市防洪调度的灵活性，对武汉市防洪起到保障作用。2010年汛期，三峡水库7次防洪运用，累计拦蓄洪水266.3亿立方米，错开与汉江洪峰交汇时间，减少经济损失266亿元。
上述科学调度中这些看似枯燥无味的数据，是60多年我国几代水利水电专家研究并经过实践检验而得出的成果，是保障长江中下游人民生命财产安全的“密码”。这些调度经验和成果使三峡工程成为镇守长江洪水的雄关，三峡工程的巨大防洪功能使得中部沿江地区的投资环境大为改善，为中部的崛起创造了良好条件。
如果没有三峡工程，荆江河段若遭遇类似历史上出现过的1860、1870年特大洪水，两岸堤防将溃决，洪水直趋洞庭湖，淹没江汉平原，直接危及武汉市和京广铁路的安全，冲毁沿线乡村、城镇和工矿企业，势必造成大量人员伤亡和巨大经济损失。为了消除中华民族的心腹大患，因此将防洪功能作为三峡工程的首要功能。
