Das Kraftwerk Wendefurth wird als Spitzenlastkraftwerk von Vattenfall betrieben und verwendet nicht benötigte elektrische Energie aus Grundlastkraftwerken, um Wasser aus der unterhalb der Rappbode-Talsperre liegenden Talsperre Wendefurth (351,9 m ü. NHN) über zwei 383 m[1] lange Rohrleitungen mit einem Durchmesser von je 3,4 m[1] und einer mittleren Fallhöhe von 126 m[1] in ein südlich der Talsperre Wendefurth gelegenes Oberbecken (468,4 m)[2] zu pumpen. Dieses hat bei einem Gesamtstauraum von 1,97 Mio. m³[1] ein Arbeitsvermögen von 531 MWh.[1]
Im Maschinenhaus des Kraftwerks sind zwei Francis-Pumpturbinen eingebaut, die im Turbinenbetrieb bei einer Nenndurchflussmenge von 39 m³/s[1] und einer Fallhöhe von 126 m eine Leistung von je 40 MW entwickeln. Sie sind direkt mit Drehstrom-Synchrongeneratoren gekoppelt, die für den Pumpbetrieb als Elektromotor betrieben werden können. In dieser Betriebsart beträgt die Nennleistung 2 x 36 MW.[1]
Zwischen 2012 und 2014 wurde das Pumpspeicherkraftwerk einer Revision und Modernisierung unterzogen. Die Wiederinbetriebnahme erfolgte Ende Juli 2014.[3]