遵照中发［1986］15号文件精神，水电部正式成立了由部长钱正英担任组长，其他有关负责同志共13人组成的三峡工程论证领导小组，从而拉开了历时2年零8个月的再度论证的序幕。
为了贯彻党中央、国务院关于决策科学化、民主化的精神，论证领导小组从国家有关部委聘请了20位特邀顾问对论证工作过程进行指导和监督，其中包括许多持不同意见的著名专家、学者。与此同时，成立了具有一流水平的专题论证专家组，以保证论证工作的科学性和高质量。从国务院所属17个部门和单位，中科院12个院所，28所高校和8个省、市专业部门中，总共聘请了412位专家，组成了包括地质地震、枢纽建筑物、水文、防洪、泥沙、航运、电力系统、机电设备、移民、生态与环境、综合规划与水位、施工、投资估算、综合经济在内的14个专题论证组。并在全国范围内设立论证科研网络，以配合三峡工程论证的科技攻关。另外还开展了国际合作论证，主要由我国、加拿大和世界银行三方组成指导委员会，由世界银行提名国际上著名专家组成国际专家组进行同步论证并提出可行性报告，以利用国际力量提高论证的质量和水平。
为了确保三峡工程论证工作的科学化、民主化，1986年10月，经国务院主要领导同志与论证领导小组共同研究后，提出了有关论证工作的原则和程序。其原则是要打破部门界限，发扬技术民主，既要充分利用过去的工作成果，又不局限于以往的结论。论证要有严格的科学方法和基础，要充分考虑各种不同意见和建议，为此决定印发各种不同意见的汇编，以便为论证过程提供必要的参考。
其宏观程序如下：先责成水电部重新论证、编制可行性报告，然后由国务院组织审查委员会审查，再呈报国务院、中央政治局审议，最后提交全国人大讨论；中间还设一个协调小组，随时给人大、政协通气。论证程序则采取先专题后综合，专题与综合交叉进行。从流域、地区和全国经济发展三个层次分别考虑。首先进行初步论证，审查各专题的基本资料、制定论证纲要和方法。在初步论证的基础上，综合择优选出有代表性的方案，可为各方面都能接受的方案。各专家组对优选方案作进一步深入论证，反复比较筛选，提出推荐方案。在论证过程中，各专家组在本专业范围内的论证是独立负责地开展的。经过反复调查研究、充分讨论后提出专题论证报告，由参加的专家签字负责。有不同意见者可以不签字，另写书面意见作为报告附件一起上报，以便在综合论证和决策时加以全面考虑。
在论证工作中领导小组还采取一定的审议程序，即召开领导小组扩大会对专题论证进行审议。审议时先由专家组汇报本专家组通过的论证报告的内容，包括不同意见；然后由与会者提问，由专家组解答说明；用一定的时间阅读报告和材料准备意见，进行大会讨论；在大会讨论的基础上，领导小组开小规模的会议，由领导小组成员、特邀顾问，以及应邀出席的中国水利学会、中国电机工程学会和中国水力发电工程学会三个学会的理事长，进行集中审议，归纳包括不同意见在内的审议结论，再交给专家组修改、补充、定稿。这样的论证审议程序有效地保证了各种意见都有充分表达的机会，从而保证了论证结论的全面性和可靠性，有利于克服片面性和主观性。
历时两年多的论证工作胜利结束后，三峡工程论证领导小组随即于1988年11月召开了第9次扩大会议，审议并原则通过了在14个专家组重新论证的基础上重新编写的三峡工程可行性研究报告，该报告连同14个专题论证报告和9位专家的不同意见一起上报。
该可行性研究报告提出的总的结论是：三峡工程对四化建设是必要的；技术上是可行的，经济上是合理的，建比不建好，早建比晚建好。报告推荐三峡工程建设宜采用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的方案。大坝坝高为185米，正常蓄水位为175米，水库总库容为393亿立方米，装机总容量1768万千瓦，年发电量840亿千瓦小时。大坝坝址位于湖北省宜昌县三斗坪镇。施工总工期为18年，第12年首批机组发电。工程静态总投资为571亿元。其中：“一级开发”，是指从三斗坪坝到重庆市630公里江段一级开发，中间不再修建其他水利枢纽；“一次建成”，是指三峡水利枢纽建筑物一次建成；“分期蓄水”，是指水库蓄水不是一次就蓄到正常蓄水位175米，而是初年蓄到156米，以便于对库尾回水变动区泥沙淤积等情况进行观测和验证；“连续移民”，则是从准备工程开始，库区分期分批连续移民，在20年内将移民安置完毕。移民安置采用开发性移民方针，与库区建设、资源开发、地区经济发展相结合，以促进库区经济发展与生态环境的良性循环。
