Специальное управление Волгострой было организовано в структуре ГУЛАГа согласно постановлению СНК СССР №2074 от 14.09.35 г. для обеспечения работ по созданию гидроузлов на р. Волге. Сначала в своем распоряжении Волгострой имел специально созданный Волжский ИТЛ. В связи с реорганизацией ГУЛАГа в сентябре 1940 г. Волгострой был переподчинен новому производственному главку НКВД Главгидрострой.
Первыми крупными объектами гидротехнического и энергетического строительства новосозданного Волгостроя в середине 30-х гг. были Угличская и Рыбинская электростанции планируемой суммарной мощностью 440 тыс. кВт. Это был первый проект только что созданного строительного управления Волгостроя. Лагерь, созданный осенью 1935 года и подчиненный управлению, уже в начале 1936 г. насчитывал более 19000 заключенных, а максимальная численность его заключенных составляла более 96000 весной 1941 г.
Проектно-изыскательные работы начались в октябре 1935 года, важнейшей задачей управления было строительство трех гидротехнических узлов на верхней Волге, но кроме них проводилось множество различных работ по обеспечению основного строительства, и в связи с созданием большого водохранилища в районе Молого-Шекснинского междуречья Волгострой осуществлял перенос селений из затопляемой зоны (всего было перенесено около 37 тысяч хозяйств).
Около г. Углича на Волге силами заключенных планировалось построить земляную и железобетонную плотины, гидроэлектростанцию с повысительной подстанцией, однокамерный шлюз с подводящим и отводящим каналом, один временный шлюз. Постройкой этих плотин создавалось Угличское водохранилище, общей емкостью 1,23 млрд кубометров. Созданием этого водохранилища планировалось обеспечить работу Угличской ГЭС, обеспечить глубины Волги от Углича до Иваньковской плотины не менее 5 м, что должно было сделать возможным нормальное судоходное движение в верхнем течении Волги. Угличская гидроэлектростанция по плану должна была иметь мощность 110 тыс кВт, состоять из двух агрегатов мощностью по 55 тыс. кВт. Однокамерный Угличский шлюз должен был иметь размеры 290х30 м., и наименьшую глубину 5,5 метров.
Кроме Угличского узла, планировалось построить Рыбинский гидроузел, состоящий из двух групп – Волжской и Шекснинской. Силами Волжского ИТЛ в начале 1936 г. начали строить земляную и железобетонную плотины и двойной (двухниточный) шлюз с подводящим и отводящим каналами. На Шексне, при впадении ее в Волгу началось строительство земляной плотины и гидроэлектростанции проектной мощностью 330 т/киловатт (6 агрегатов по 55 тыс. кВт), однокамерный шлюз, верхние и нижние подходные каналы к ГЭС, дамбы, береговые укрепления. Кроме строительных работ, Волгострой должен был расчищать судоходные русла рек, строить необходимые железнодорожные и шоссейные пути. Крупнейшей дорогой, которую строил Волгострой, явилась железнодорожная линия «Калязин-Углич» протяженностью около 100 км. По первоначальному плану строительства все гидротехнические узлы должны были быть пущены в эксплуатацию к началу навигации 1939 года, но реально к концу лета 1945 г. было сдано всего лишь пять агрегатов из планируемых восьми. Последний агрегат Рыбинской ГЭС был сдан в эксплуатацию в 1950 году.