水资源与水电工程科学国家重点实验室于2003年12月批准依托武汉大学建设，2006年10月通过国家科技部建设验收，2008年、2013年通过国家评估。目前，实验室主任为卢文波教授，学术委员会主任为王浩院士。实验室主要进行基础理论和应用基础理论研究，设有五个研究方向：(1) 水资源时空演变与综合调度;(2) 农业节水及环境效应;(3) 河流水沙运动与江湖治理;(4) 水工结构与库坝安全;(5) 水电站安全运行与控制。 并相应设置五个研究所：水文水资源研究所、农业水利研究所、河流湖泊研究所、水工结构研究所和水电站安全研究所。
近五年取得的标志性研究成果包括“变化环境下巨型水库群洪水资源化调控关键技术”、“灌区土壤水盐精量调控理论与应用”、“河流复杂水沙过程模拟及调控”、“水电工程高坝大库系统特性演化与安全控制”、“水电站-抽水蓄能电站过渡过程与控制”，促进了水资源与水电工程科学领域的科技进步，为我国水利水电工程科学技术整体处于世界领先地位作出了应有的贡献。2004年以来实验室获得国家科技进步二等奖13项，其中主持5项;省部级科技进步奖与自然科学奖 39项，其中主持完成的一等奖17项;出版学术著作60多部;在国内外重要学术会议上作特邀报告60多次。每年发表高水平学术论文200多篇，其中SCI 论文百余篇。研究成果应用于三峡、龙滩、锦屏、溪洛渡、瀑布沟、白鹤滩等大型水电工程以及南水北调中线、淮河治理、病险水库除险加固等国家大型水利工程建设与管理。
