El dique posee la particularidad de haber sido construido dos veces, por diferentes empresas, con diferentes materiales, técnicas, proyectistas y diseño. Sin embargo, ambas estructuras represan casi el mismo volumen de agua, a la misma cota de vertedero: 643 m s.
El primer dique (1880-1890), fue construido principalmente con materiales disponibles en la región: piedra, arena y cal hidráulica. Era del tipo Azud, con contrafuertes. Los responsables del proyecto fueron los Ings. Carlos A. Cassaffousth y Eugenio Dumesnil. Este último venía desarrollando su obra: Dique Mal Paso, utilizando materiales provistos por el Dr. Juan Bialet Massé, y que a la postre sería el material que se utilizaría para la construcción del dique San Roque. Sin embargo, Dumesnil finalizaría su obra y se embarcaría a Francia quedando Cassaffousth al mando de todo el proyecto y asociándose con Bialet Massé por sugerencia del Dr. Juárez Celman.
Fue pensado para control de inundaciones, suministro de agua a la ciudad de Córdoba, aporte hídrico para el riego de 33.000 ha y generación de energía eléctrica. A su finalización, aquella represa era la obra de ingeniería más importante de Sudamérica y la responsable de generar el embalse de agua más grande del mundo, hecho que no pasó desapercibido por nadie y por ende, tuvo repercusiones a nivel mundial.
El segundo dique fue construido 50 años después (1939-1944), con casi los mismos materiales utilizados en el primero, a excepción de que la cal hidráulica fue reemplazada por cemento (que ya era producido en forma local), 150 m aguas abajo del primero. Con mayor altura, llevaba su cota máxima por encima del anterior paredón, llegando a los 651 m s. n. m.
Es un importante polo turístico a nivel provincial y nacional, a pesar de que sus aguas tienen un importante nivel de eutrofización (que se está intentando revertir con la participación de técnicos y entidades de carácter local y nacional especializados en la materia), es utilizado para esparcimiento y deportes acuáticos, entre ellos fechas puntables de Campeonatos de windsurf, yachting y pesca. En octubre de 2019, en el poder legislativo de Córdoba, se aprobó un proyecto de ley cuyo objetivo es reivindicar la figura del Doctor Juan Bialet Massé y el Ingeniero Carlos Cassaffousth, mentores de la represa, creando una comisión investigadora autárquica, para evaluar e investigar la vida y obra de ambos. Sus conclusiones pueden llevar a cambios en la denominación de las represas o del espejo de agua formado. También se declaró de interés histórico provincial el único horno que queda en pie, utilizado para la producción de la cal hidráulica empleada en la construcción.