Las aguas del embalse inundan 4683 hectáreas de terrenos pertenecientes a los términos municipales de Caminomorisco, Casar de Palomero, Guijo de Granadilla, Herguijuela de la Sierra, La Pesga, Mohedas de Granadilla, Nuñomoral, Sotoserrano y Zarza de Granadilla. Su nombre constituye un homenaje al poeta salmantino José María Gabriel y Galán, dado que su familia cedió la mayor parte de las tierras que ocupa el embalse.

La concepción de una presa en esa ubicación del río Alagón aparece, por primera vez, en el Plan General de 1902. El estudio del aprovechamiento integral de la cuenca condujo a la creación de un sistema formado por dos embalses: el de Gabriel y Galán, para la regulación y laminación de avenidas en cabecera, y el embalse de Valdeobispo, situado aguas abajo y desde el que parte el canal de alimentación de los dos canales que dan servicio a la zona regable.  Las obras de construcción del embalse de Gabriel y Galán se prologaron durante 138 meses, entre 1949 y 1961. 

El uso principal de sus aguas es la regulación del río Alagón, cuyos 1020 hm³ de aportación media anual permiten el riego de 38.400 hectáreas de terrenos. También abastece a varios núcleos urbanos, tales como: Plasencia, Montehermoso, Valrío, Casillas de Coria, Río Lobos, San Gil y Torrejoncillo, y, en circunstancias excepcionales, a Coria. 

El embalse forma parte de la Zona de Especial Conservación (ZEC), “Granadilla”, y de la Zona de Especial Protección para las Aves (ZEPA), de la Red Natura 2000, “Embalse Gabriel y Galán”. Destaca por la riqueza de aves acuáticas, como la garza real, el martín pescador, la cigüeña negra o la grulla, que cuentan con un dormidero en el propio embalse. Asimismo, es posible observar el halcón peregrino, el águila pescadora, el buitre negro o el alimoche. 

Como espacio recreativo, en el embalse de Gabriel y Galán se permite la navegación de embarcaciones con y sin motor (se debe consultar siempre la información actualizada en la página Web de la Confederación Hidrográfica del Tajo). Su canal principal, con más de 24 kilómetros de longitud, permiten la práctica de diversas modalidades acuáticas.