Von 1934 bis 1935 wurde die Talsperre in Heimbach gebaut. Die Aufgabe der Stauanlage steht in einem engen Zusammenhang mit dem Bau der Talsperre Obermaubach. Sie wurde als vierte Talsperre in Betrieb genommen.

Das Wasserkraftwerk Heimbach produzierte nur bis in die 20er Jahre ununterbrochen Strom. Ab diesem Zeitpunkt wurde das Kraftwerk Heimbach nur dann zugeschaltet, wenn Bedarfsspitzen auftraten. Durch das kurzzeitige Auf- und Abschalten des Kraftwerkes kam es zu größeren Wasserschwankungen in der Rur. Während bestimmter Zeiten trat dann die sogenannten"Urftwelle" ihre Reise zum Rurunterlauf an.1934 wurde auch mit dem Bau der Talsperre Schwammenauel begonnen. Da auch hier eine Wasserkraftanlage betrieben werden würde, war mit einer Erhöhung dieser Wasserschwankungen zu rechnen.

Aus diesem Grund wurde neben der Talsperre Obermaubach auch die Talsperre Heimbach für den Ausgleich der Wasserführung gebaut. Man bezeichnet beide Anlagen noch heute als Ausgleichsbecken.

Die Planung und die Oberbauleitung erfolgte ebenfalls durch Oberbaudirektor O. Schatz.

Als Bindemittel für den Stampfbeton wurde nur Traßzement verwendet.

Die Sohle der Staumauer ist bis auf den Fels gegründet.

Die Fischbauchklappe wird durch nur eine Zahnstange nach oben oder nach unten bewegt. Die Klappe muss also die hohen Druckkräfte aufnehmen, ohne dass sich die Bauteile verwinden. Im "Windwerkhaus" wird die Zahnstange über Zahnräder angetrieben. Im Notfall kann auch hier eine Bedienung von Hand erfolgen.

Die Fischbauchklappe hat die Abmessung 5,5 m * 18,0 m. Sie war zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme die größte in Europa.

Um Ausspülungen und Erosionen zu verhindern, wurde auch hier ein Betontrog (Tosbecken) unterhalb der Klappe errichtet.