Рыбинское водохранилище создано в 1940—1949 гг. в верховье р. Волги при сооружении Рыбинской ГЭС в Ярославской (357 тыс. га), Калининской (23 тыс. га) и Вологодской (75 тыс. га) областях (занимает обширную впадину Малого Шекснинского междуречья и частично долины рек Волги, Мологи, Шексны и др.) для получения электроэнергии, водоснабжения городов и промышленных предприятий, лесосплава, развития судоходства и рыбного хозяйства.
Площадь водосбора в створе гидроузла 150000 км2. Средний годовой сток 35200 млн. м3, за половодье — 19000 млн. м3.
При НПУ 102 м площадь водохранилища равна 455 тыс. га. Протяженность его по Волге составляет 112 км. Максимальная ширина водохранилища 56 км, максимальная глубина у плотины 30,4 м, средняя— 6 м. Полная вместимость 25420 млн. м3, полезная — 16670 млн. м3. Площадь мелководий с глубинами до 2 м составляет 95 тыс. га.
Сработка уровня воды осуществляется в основном в осенне-зимний период для энергетических целей на 4—5 м до отметки 97,0 м. В маловодные годы в результате зимней сработки уровня воды площадь водохранилища сокращается почти вдвое.
В водохранилище впадают около 100 рек и притоков, из них наиболее крупные реки Ухра, Согожа, Шексна, Сутка, Сить, Молога.
До 70 % дней навигационного периода характеризуются ветрами в 5 баллов и более. Штилевых дней за этот период не более 9 %.
В зоне затопления оставлены лес, кустарники, строения. Участки для лова рыбы не подготавливались.
Водохранилище условно разделяется на 5 плесов: Волжский, Мологский, Шекснинский, Центральный и Южно-Шекснинский.
Формирование рыбных запасов происходило в основном естественным путем. Рыбоводных предприятий на водохранилище не имеется.
В водохранилище обитают 29 видов рыб, из них основные: лещ, судак, щука, синец, чехонь, налим, ряпушка, сом, елец, язь, плотва, густера, окунь. Редко встречаются подуст, стерлядь, сазан, сиг, белоглазка, голавль.
Промысловые рыбы: лещ, судак, щука. Недостаточно используются плотва, синец, окунь, совсем не используются уклея, ряпушка, ерш.
Промысловая рыбопродуктивность в 1987 г. составила 7,3 кг/га вместо 5 кг/га в 1980 г.
Промысловый лов рыбы ведут рыбаки Рыбинского рыбтреста, объединения «Череповецкрыбпром» Северо-Западного территориального производственного управления и Весьегонского рыбозавода Калининского рыбтреста.