Il progetto del sistema Vajont, anno 1948, prevedeva la diga dell'altezza di circa 202 metri con massimo invaso a quota 677 metri s.l.m. Aveva come unica fonte di riempimento, il torrente Vajont, e il suo bacino imbrifero, e il serbatoio di Pieve di Cadore, che verrà completato nel 1950.
L'idea di mutare in parte il progetto originario formulando l'ipotesi di un unico impianto integrato con gli altri delle valli circostanti viene attribuita a Carlo Semenza, che la formulò la prima volta nel 1929. Il progetto viene normalmente identificato con il nome "Grande Vajont".
Lo scopo del progetto era quello di creare in mezzo ai monti dolomitici una grossa riserva di acqua (serbatoio di regolazione pluristagionale) che permettesse di sfruttare l'energia potenziale (perché le dighe consentono di utilizzare l'acqua come fluido di lavoro), sotto forma di potenza idrica, per portare energia elettrica a Venezia e a tutto il Triveneto anche nei periodi di secca dei fiumi, in particolare del fiume Piave. L'invaso venne creato per accumulare le acque del Piave dopo il loro passaggio nella diga di Pieve di Cadore, dalla quale l'acqua giungeva nel serbatoio del Vajont tramite tubazioni con dislivello minimo, quindi minor perdita di energia potenziale. A questo sistema si aggiungevano, tramite condotte e ponti-tubo, anche i laghi di Vodo e Valle di Cadore (sul torrente Boite), di Pontesei (sul torrente Maè) e della Val Gallina (bacino di carico della centrale di Soverzene).
Era stato dunque concepito un grande sistema di vasi comunicanti, con piccoli dislivelli tra di loro, sfruttati da piccole centrali (Pontesei, Colomber per il Vajont e Gardona) e tutti confluenti nella centrale principale di Soverzene (da 220 MW, al suo tempo la più grande d'Europa). La profonda gola del torrente Vajont, che nasce dalle Prealpi Carniche e sfocia nel fiume Piave costeggiando il Monte Toc, tra la provincia di Belluno e la provincia di Pordenone, istituita successivamente (nel 1968), sembrava essere il luogo più adatto alla costruzione della diga a doppio arco che risultò essere la più alta del mondo.
La domanda per una diga nella valle del Vajont alta fino a quota 667 m s.l.m. e sbarramento presso il Colomber fu presentata nel 1940. Vi era allegata una relazione di Dal Piaz identica a quella del 1937.
Al termine della seconda guerra mondiale, i progetti sul Vajont vennero ripresi. La concessione definitiva venne accordata con D.P.R. nr. 729 del 21 marzo 1948; il progetto iniziale prevedeva una diga a doppio arco alta 202 m con un invaso di 58,2 milioni di metri cubi. Sempre nel 1948, cominciò a svilupparsi l'idea di poter innalzare il coronamento della diga fino a 679 m s.l.m. appieno le caratteristiche geologiche del calcare del Vajont, che caratterizzava il punto di innesto della diga nei fianchi della valle.