Во время строительства агрегаты с первого по третий вводились на неполном напоре при недостроенной плотине. Затем, после завершения работ по достижению плотиной проектной высоты, последовательно переводились на постоянную схему работы.
Так, третий агрегат мощностью 300 МВт введен в промышленную эксплуатацию в ноябре 2004 года. На нем впервые было установлено экспериментально-штатное колесо, работающее в большом диапазоне напоров (от 75 до 120 м). Такой напор обеспечивал временный водовод, выведенный на отметку 216 м (проектная – 243 м в балтийской системе высот). Экспериментально-штатное колесо хорошо зарекомендовало себя за пять лет эксплуатации, поэтому его замена не потребовалась. За это время энергоблок выработал 4,5 млрд. кВтч электроэнергии.
В октябре 2008 года третий агрегат выведен из эксплуатации на перемонтаж. В связи с реконструкцией водовода у эксплуатационников появилась возможность провести полную ревизию и капитальный ремонт всех узлов и частей гидроагрегата, что обеспечит его дальнейшую безаварийную эксплуатацию. Специалисты станции заменили регулятор скорости гидроагрегата на более совершенный. Провели совместное со специалистами завода-изготовителя агрегата испытание на увеличение мощности до 335 МВт. По результатам испытаний, на основании разрешительных документов Ростехнадзора, был принят Акт рабочей комиссии о возможности эксплуатировать третий гидроагрегат под нагрузкой до 335 МВт. В соответствии с балансом, утвержденным Федеральной службой по тарифам на 2009 год, на проектную мощность 2010 МВт Бурейская ГЭС выйдет 1 ноября.
С завершением реконструкции гидроагрегатов строительство Бурейской ГЭС не заканчивается. В ближайшие годы предстоит завершение работ по отводящему каналу, оформлению гребня плотины, созданию базы флота, обеспечивающего безопасность работы гидроузла.