La idea de su construcción data del año 1903, con el objeto de alimentar el Canal del Henares, que, en aquellas fechas, dependía íntegramente del caudal no regulado del río Henares, lo que implicaba una carencia casi absoluta de agua durante los meses de estiaje. Los trabajos de construcción comenzaron en 1935, y no finalizaron hasta 1954, debido a problemas técnicos y económicos que retrasaron su ejecución. 

El embalse de Pálmaces se utiliza para la regulación del río Cañamares, aportando agua al río Henares en el punto de toma del Canal del Henares, lo que permite garantizar, durante los meses de verano, el agua necesaria para el riego de la zona regable del Henares.

El entorno del embalse se compone de flora típica de Las Serranías, como los robles, las encinas y los nogales. Como espacio recreativo, está catalogado zona navegable para embarcaciones con y sin motor (se debe consultar siempre la información actualizada en la página Web de la Confederación Hidrográfica del Tajo), celebrándose competiciones deportivas de gran tradición, como el triatlón de Pálmaces.

Además, en sus aguas está permitido el baño (es necesario consultar la información actualizada en la página Web del Ministerio de Sanidad: NAYADE).

Para aficionados al senderismo, existen varias rutas que bordean parcialmente el embalse y lo conectan con otros puntos de interés, como la bonita localidad de Pálmaces de Jadraque o la cima de El Picozo.