从荆江分洪工程到正式提出三峡工程，历经一年时间。到了1953年2月，毛泽东乘“长江舰”从汉口到南京，专门就长江流域规划、三峡工程和南水北调等问题同林一山谈了3天。林一山谈了在长江许多支流修建水库的规划。毛泽东问他这些支流水库加起来能不能抵上三峡一个水库。林一山否定了。毛泽东于是指着地图上三峡口说：“那为什么不在这个总口子上卡起来，就先修那个三峡水库，怎么样？”{2}从此开始筹划兴建三峡水库。
1954年11月26日晚上，毛泽东的专列到达汉口车站，林一山到车上汇报长江三峡水利枢纽建设问题，刘少奇、周恩来也在车上。林一山汇报三峡坝区的选址定在花岗岩地带的美人坨，但是岩石风化厉害，而且这个河段上游的片麻岩还未勘探过。刘少奇询问什么是片麻岩，毛泽东立刻说：片麻岩是花岗岩的变质岩，很坚硬，在片麻岩地区选坝址是没有风化问题的。在场的人都很惊讶，毛泽东居然掌握了丰富的地质知识。
直到27日拂晓，林一山的汇报才结束，毛泽东拉住林一山继续谈，将车停在郑州北站，又听黄河水利委员会主任赵明甫汇报黄河的综合治理情况，和刘少奇、周恩来以及河南、湖北的党政领导一起探讨，并向赵明甫要了黄河流域的地图。
对于三峡问题，毛泽东非常慎重。1958年1月，他亲自主持南宁工作会议，期间有几天时间就专门研究三峡工程问题。在这个问题上，主张先修三峡工程的林一山，和主张先开发长江支流不宜先修三峡工程的李锐进行了激烈的争论。毛泽东让他们各写一篇汇报材料。
林一山先汇报，他说三峡工程的报价是72亿元，毛泽东对以前的汇报记得非常清楚，马上反问怎么少了，过去不是提160亿元吗？林一山解释说经过科研突破可以省下一些。李锐的报告只用了半个小时，非常简单，但问题谈得很清楚。毛泽东听完报告后同意了李锐的观点，认为三峡工程目前搞不起来。在他的主持下，中央通过了《关于三峡水利枢纽和长江流域规划的决议》，指出：从国家长远的经济发展和技术条件两方面考虑，三峡水利枢纽是需要修建而且可能修建的，但是最后下决心确定修建及何时开工，要待各个重要方面的准备工作基本完成之后，才能作出决定。现在采取积极准备进行各项有关的工作。
