Образовано в результате строительства плотины Воткинской ГЭС (у города Чайковского), заполнено в 1962—1964 годах. Простирается по Каме до Перми, образует длинные заливы в устьях крупных притоков.
Впадающие реки (длиной более 50 км): Кама, Тулва, Очёр, Ласьва, Гайва, Нытва, Сюзьва, Мулянка, Поломка.
На берегах водохранилища расположены города Пермь, Чайковский, Краснокамск, Оса, Нытва, Уральский, Оханск, Новый и другие населённые пункты.
Водохранилище создано в интересах энергетики и водного транспорта, используется для осуществления сезонного регулирования стока, рыболовства (лещ, щука, судак, язь и др.).