Bevor am 1. Januar 1958 der erste symbolische Spatenstich der Talsperre Pöhl erfolgen konnte, mussten zahlreiche vorbereitende Maßnahmen getroffen werden. Denn bis ins späte 19. Jahrhundert wurde an beiden Seiten der Trieb, zwischen den Orten Jocketa und Pöhl, Braun- und Spateisenerz zu Tage gefördert. Folglich gab es gerade im geplanten Bereich der Staumauer viele Schächte, Stollen sowie unterirdische Erzgänge, die gestörte Untergrundverhältnisse mit sich brachten.
Aus diesem Grund wurden 21 Kernbohrungen mit Tiefen zwischen 20 und 60 Metern, Probeinjektionen sowie 300 Meter Hammerbohrungen vorweg durchgeführt um die Wasserdurchlässigkeit und die Abdichtung des Untergrundes zu überprüfen. Sämtliche Schächte und Stollen im Sperrbereich wurden aufgewältigt und mit Beton aufgefüllt. Auch sämtliche Hohlräume im Untergrund, die einen unmittelbaren Einfluss auf die Standsicherheit der Sperrmauer ausüben oder einen unkontrollierten Wasserabfluss hätten ermöglichen können, wurden mit Beton vergossen. Aufgrund ingenieurgeologischer Voruntersuchungen stellte man fest, dass längs des wasserseitigen Mauerfußes eine Abdichtung des Untergrundes bis in 30 Meter Tiefe notwendig war.
Ab dem 1. März 1958 konnte schließlich der beauftragte VEB Talsperrenbau Weimar mit den Bauarbeiten an der Talsperre beginnen. Im April 1958 wurden erste Sprengarbeiten für das Fundament durchgeführt. Nachdem die Baustelle eingerichtet war, konnten die ersten Massenaushübe im Bereich der künftigen Sperrmauer vorgenommen werden. Insgesamt wurden für den Bau der Staumauer 105.600 m³ Aushubmassen bewegt. Im Beisein des Leiters des Amtes für Wasserwirtschaft beim Ministerrat erfolgte am 10.12.1958 die feierliche Grundsteinlegung der Staumauer.
Für den Bau der Staumauer wurden eine, über das gesamte Triebtal gespannte Kabelkrananlage sowie ein hoch aufragender Betonmischturm installiert. Die zur Herstellung des Betons notwendigen Zuschlagstoffe gewann man in einem nahe gelegenen Steinbruch, der extra zu diesem Zweck erschlossen wurde. Der Beton für den Bau der Mauer wurde in einer eigens dafür errichteten Mischstation hergestellt. Sie befand sich ca. 50 Meter vom heutigen Standort des Dienstgebäudes der Staumeisterei entfernt. Ab dem 31.03.1960 begannen die Betonarbeiten an der künftigen Sperrmauer. Per dampflokbespannter Feldbahn transportierte man den Beton in 2,6 m³ fassenden Kübeln auf einer Feldbahn zur Übergabestelle des Kabelkrans, welcher den Beton schließlich an die Einbaustelle beförderte. Es ergaben sich daraus Transportentfernungen von 50 m – 350 m. Der letzte Betonblock wurde am 2. August 1962 gegossen. Insgesamt wurden in das Bauwerk 160.000 m³ Beton eingebracht.
Bereits im Juli 1960 hatte man begonnen das Wasser anzustauen. Der offizielle Teilstau, zu dessen Zweck auch die Grundablässe geschlossen wurden, begann schließlich 1961. Im Februar 1962 erreichte die überstaute Fläche eine Länge von 2 km, eine Breite von 600 m sowie eine Tiefe von 12 m. Im Februar 1964 konnte man einen Stauinhalt von 36 Mio. m³ verzeichnen.
Die Talsperre Pöhl wurde schließlich am 2. Oktober 1964 durch den Leiter des Amtes für Wasserwirtschaft beim Ministerrat der DDR offiziell eröffnet.
Der Bau der wasserwirtschaftlichen Anlagen einschließlich der Hauptsperrmauer, zweier Vorsperren, eines Verwaltungsgebäudes mit technischen Einrichtungen, Wohnhäusern für die Arbeiter und Angestellten sowie aller Folgemaßnahmen verschlangen eine Summe in Höhe von umgerechnet 46 Mio. Euro.
