La construcción del embalse comienza en 1907 y se prolonga hasta el año 1910, cuando se inaugura el embalse y entra en régimen de explotación la central hidroeléctrica situada a pie de presa. Antes de la construcción de los embalses de Entrepeñas y Buendía, que permitieron regular y controlar el caudal de los ríos Tajo y Guadiela, el embalse de Bolarque sufrió tres grandes inundaciones, en 1914, 1916 y 1941.

Las funciones del embalse incluyen la generación de energía hidroeléctrica, la dotación para el riego y la alimentación del trasvase Tajo-Segura, a través de la central de bombeo de Bolarque, inaugurada en 1974. 

El embalse de Bolarque y su entorno forman parte de la Zona de Especial Conservación (ZEC) y de la Zona de Especial Protección para las aves (ZEPA), de la Red Natura 2000, “Sierra de Altomira”. En particular, el embalse destaca como lugar habitual de reposo de la grulla en su migración, además de albergar grandes poblaciones de anátida, aguilucho lagunero, garza imperial, etc. En sus paredes verticales anidan buitres leonados.

Como espacio recreativo, el embalse de Bolarque constituye una zona navegable para embarcaciones con y sin motor, si bien está sujeto a restricciones respecto a las áreas, las épocas del año y las embarcaciones permitidas (se debe consultar siempre la información actualizada en la página web de la Confederación Hidrográfica del Tajo). Es un lugar ideal para la práctica de kayak. Para aficionados al senderismo, existen sendas que bordean parte del embalse y que lo conectan con otros elementos de interés, como el poblado de Bolarque o las ruinas del convento carmelita del Desierto de Bolarque.