Waduk Gajah Mungkur dibangun sebagai pengendalian banjir (flood control) sungai Bengawan Solo, dari 4000 m3/detik menjadi 400 m3/detik, sesuai kapasitas maksimum alur sungai di hilir bendungan. Selain itu Waduk Gajah Mungkur bisa mengairi sawah seluas 23.600 ha di daerah Kabupaten Sukoharjo, Kabupaten Klaten, Kabupaten Karanganyar dan Kabupaten Sragen. Selain untuk memasok air minum Kota Wonogiri dan sekitarnya juga menghasilkan listrik dari PLTA sebesar 12,4 MegaWatt. Pada saat ini pembangkit listrik PLTA ini dikelola oleh anak perusahaan PLN, yaitu PT. Indonesia Power Unit Mrica. Waduk Gajah Mungkur juga merupakan tempat rekreasi yang sangat indah. Di sini tersedia kapal boat untuk mengelilingi perairan, juga sebagai tempat memancing. Selain itu dapat pula menikmati olahraga layang gantung (Gantole). Terdapat juga taman rekreasi "Sendang" yang terletak 6 km arah selatan Kota Wonogiri. Pada musim kemarau, debit air waduk akan kecil dan sebagian dari dasar waduk kelihatan. Dasar waduk yang di pinggiran dimanfaatkan oleh masyarakat setempat untuk menanami tanaman semusim, seperti jagung.