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三門峽的失敗包括三個方麵：
一是水庫庫尾泥沙淤積，造成渭河入黃河部分抬高（甚至泥沙倒灌），渭河下遊洪患嚴重、土地鹽漬化，不得不降低蓄水位運行，並按蓄清排渾運用；
二是水庫由於控製淹沒損失一再縮小設計蓄水位，又在泥沙嚴重淤積後嚴重損失庫容，不能滿足黃河洪水控製的規劃要求（續建小浪底的原因），水利樞紐由於降低蓄水位運用和反複改建浪費大量投資，發電效益因水頭降低和泥沙磨蝕大減。
三是移民和移民回遷問題。三門峽移民因水庫降低水位運用而大量回遷，但由於土地歸屬等問題長期無法良好安置，渭南因洪水、渭河尾閭遷移和土地鹽漬化也產生了大量新移民。移民安置問題至21世紀初才基本解決。
三門峽的主要成功是兩個方麵
1：基本控製下遊洪患，自工程建設完成至小浪底建成前約40多年，攔蓄一萬方/秒流量以上洪峰6次，黃河下遊大堤未曾決口。與小浪底、故縣、陸渾水庫聯合調度可抵禦黃河下遊千年一遇洪水。
2：為多泥沙河流的水利樞紐建設、水庫調度運用吸取了寶貴的經驗教訓；對高泥沙河流的水沙規律研究提供了寶貴的資料；作為新中國第一批大型水電工程，培養了大量工程技術人才。
關於蘇聯設計問題：蘇聯最早設計三門峽水庫淹沒極大，三門峽正常高水位為360米高程。淹沒耕地333萬畝，遷移90萬人，庫容達到647億立方米庫容，其中147億立方米為攔沙庫容（20年設計壽命，考慮上遊水土保持攔沙效益，可延長至50年），若考慮水庫壽命為100年，則正常高水位應提高到370米高程。
三門峽壩址的地址條件非常好，比後來的小浪底，曾經規劃的八裏胡同都要好，小浪底左岸是軟弱泥岩非常坑，八裏胡同有岩溶，三門峽壩址是花崗岩和玢岩，適合建設高壩。但是三門峽壩址要取得較大的庫容，淹沒損失非常大。最初的360米規劃移民達到了90萬人，蘇聯專家以庫容必然帶來淹沒損失回應，但370米高程回水已經影響到西安了。
為減小淹沒損失，防止影響西安，加上大躍進期間對水土保持工作過於樂觀：“水土保持減沙效果，原預計1967年入庫沙量減少20％，50年後減少50％，現在認為有可能加快，因此可縮小三門峽水庫的攔沙庫容……建議正常高水位按350米高程設計，340米高程建成。”，最後中央決議：“三門峽水利樞紐攔河大壩按正常高水位360米高程設計，第一期工程先按350米高程的蓄水位施工，1967年前最高運用水位不超過340米高程，死水位降至325米高程（原設計335米高程），泄水孔底檻高程降至300米高程（原設計320米高程），第一期工程大壩壩?頂先修築至353米高程。”
而三門峽建設蓄水是分期蓄水的，實際蓄水到340米就由於翹尾巴式的嚴重淤積的問題直接威脅渭南地區，而不得不停止高水位運用，實際運用水位不超過335米。但是低水位下，樞紐的泄水能力不能達到設計要求，不得不兩次改建。
三門峽的淤積問題並不是簡單的泥沙淤積損失庫容，而是黃河在進入水庫後流速變慢，泥沙以三角洲的形式淤積在庫尾，而不單純淤積水庫死庫容。但是三門峽的庫尾也是渭河匯入黃河的地方，淤積的三角洲把渭河河口給堵死了，甚至在黃河洪峰過境的時候泥沙倒灌進渭河。即使後來降低水位運用，這個三角洲依然存在（潼關高程不降低和降低很少），渭河的河床比降也沒能恢複，造成渭河下遊一係列問題。也是陝西希望在小浪底竣工後停用三門峽的主要原因（不過也有水利專家認為就是拆掉三門峽，潼關高程也降不下來了）。
而三門峽的改建和蓄清排渾運用也確實是有效的，三門峽水庫改建之後，其水庫剩餘庫容得到有效的保持，仍然能起到一定的防洪的作用。
三門峽水庫兩次改建：三門峽水庫原先的蓄水位因為庫尾淤積問題而不能達到，但是水庫原先設計在比設計水位低時的泄洪能力不夠，來洪水之後，水庫的蓄水位會上升，庫尾依然淤積。第一次改建，也就是二洞四管工程加大了樞紐低水位的泄洪能力；但是第一次改建沒有解決水庫排沙的問題，第二次改建打開導流底孔後才解決了排沙問題，但泥沙磨蝕設備的問題則一直到90年代才解決，通過衝刷稍微降低了潼關高程兩米左右，但是80、90年代黃河枯水又淤積回去了。
為什麽要修小浪底：三門峽在嚴重淤積以後經蓄清排渾，335米以下庫容剩餘55億左右，配合下遊堤防，設防能力為60年一遇洪水；對三門峽以下的暴雨洪水沒有防洪能力，但曆史洪水調查和75.8淮河洪水的教訓，認為三門峽以下至花園口區間還有因暴雨發生兩萬立方米/秒以上大洪水的可能，小浪底是這一區間唯一的控製性壩址；黃河大堤之間的灘區有相當麵積和人口，小浪底可以提高灘區防洪能力，並且小浪底可以提供相當死庫容來減輕黃河下遊淤積，其庫容亦有相當的灌溉供水效益；另外，調水調沙減輕下遊淤積的思路在80年代成型，小浪底也是個試驗場。