1959年，由于在红寺湖兴修水库，大水淹没了红寺庙，因此取名红寺坝水库，以示纪念。 红寺坝水库实际上就是红寺湖。

红寺坝水库位于陕西省南郑县红庙镇境内的濂水河上，坝址以上控制流域面积121.3平方公里，总库容3381万立方米，有效库容2065万立方米，以保灌濂水河各渠堰灌区为主，结合发电、养鱼。

红寺坝水库于1959年冬由汉中市人民委员会组织中所、新集、黄官、红庙等4区农民投劳兴建。市长谭克智担任修建委员会主任，濂水河灌溉管理局局长郭兆凤任总指挥，专署水利局陈义隆及濂水河灌溉管理局任成立、冉秀夫等负责技术工作，4个区的区长、党委书记分别担任民工团团长、政委。

红寺坝水库上劳最多达2万人，共完成土石43.8万立方米，投劳55.4万工日，于1960年5月完成全部枢纽和总干渠工程，保灌原有水田10万余亩。1964年又向强家湾水库送水，至1982年修成东西干渠总长55公里，形成可串联濂水河系22条堰渠、21座小型水库、1588口陂塘和36处抽水站、蓄引提相结合的灌溉系统。

水库投入运行以后，不断进行加固、配套和改善提高。1961年对主坝右侧山坡作灌浆、砌石防渗处理。1970年在溢洪道宽顶堰安装15扇高2米的立柱旋转搭叠式活动闸门，使有效库容增加到2180万立方米。1973年，进行主坝帷幕灌浆，使右坝肩渗漏基本得到控制。

1976年，把原斜拉式闸门启闭困难的放水洞作为备用，另新建了放水塔、洞。1980年～1981年，按可能最大暴雨洪水复核的3100立方米每秒入库水量和溢洪道下泄1800立方米每秒的水量，对枢纽工程进行了全面加固。

水库枢纽由主坝、副坝、输水洞和溢洪道组成。主坝为粘土心墙坝，高27米（包括1米高防浪墙），顶长140.5米，防浪墙加东面弧线段总长245米。副坝4座：一号坝高9米，顶长45米；二号坝高19.2米，顶长147米；三号坝高18米，顶长57.7米；四号坝高5米，顶长37米。输水洞两处，均为钢筋混凝土结构。

一为原建的输水洞，长80.72米，内径1.7米，最大输水量10立方米每秒。进口设滚轮格梁斜拉钢闸门，由人力启闭，操作不便，作为备用放水洞。一为1976年新建的输水洞， 长76米，内径2米，最大输水流量12立方米每秒。进口设放水塔，装配有立式2米×2米钢闸门两扇，用两台50吨手、电两用启闭机控制，启闭性能良好，作为正常输水洞。

溢洪道两处。正常溢洪道位于三、四号副坝之间，堰顶宽30米，顶部设橡胶坝，充水高3米，平正常蓄水位，堰总长50米，最大泄洪量1100立方米每秒。非常溢洪道位于原溢洪道北，堰顶宽52米，平时加土堰高2米，非常运用时破土堰泄洪，泄洪量700立方米每秒。

水库工程从兴建到加固处理，国家累计投资250万元，群众投工116.8万工日。设施灌溉面积18.22万亩，有效灌溉面积15.43万亩，占南郑县总灌溉面积的41%。坝后电站1座，装机650千瓦，年发电量136万千瓦时。2600亩养鱼水面年产成鱼2万多公斤。库区4500亩荒坡地已全部绿化，有马尾松、青岗、油茶等经济林木200万株。

红寺湖旅游景区，以红寺坝水库为中心，开发为旅游景区。2004年，红寺湖被国家水利部授予国家水利风景区；同年，被陕西省确定为陕西省十大自然景观区之一。