В соответствии с Программой  технического перевооружения и реконструкции (ТПиР)  гидроагрегат №9 Жигулевской ГЭС выведен в реконструкцию в июле 2008 года. За это время была проведена масштабная работа: на гидроагрегате смонтировано новое рабочее колесо с улучшенными энергетическими характеристиками, установлены современные системы управления, торможения и перевода гидроагрегата в режим синхронного компенсатора. После успешного завершения комплексных энергетических испытаний гидроагрегат №9 был перемаркирован и его установленная мощность теперь составляет 125,5 МВт. Соответственно, установленная мощность Жигулевской ГЭС повышена на 10,5 МВт без увеличения количества гидроагрегатов.
Модернизация гидроагрегата позволила значительно повысить его надежность и эксплуатационные характеристики. В дальнейшем новейшие системы управления, установленные на гидроагрегате № 9, будут использоваться на всех реконструируемых гидроагрегатах Жигулевской ГЭС. Работая в режиме синхронного компенсатора, без расхода воды, модернизированные гидроагрегаты позволят компенсировать реактивную мощность в энергосистеме. Это позволит сократить потери на передачу электроэнергии и повышает энергоэффективность единой энергосистемы России.
В настоящее время в рамках Программы ТПиР осуществляется  реконструкция  гидроагрегата №6, в ходе которой будет замена его гидротурбина. В 2011 году модернизированный гидроагрегат будет введен в эксплуатацию.
В период с 2012 по 2016 гг. совместно с концерном «Силовые машины» будет проведен большой объем работ по реконструкции оборудования Жигулевской ГЭС. В соответствии с условиями контракта, заключенного между ОАО «РусГидро» и ОАО «Силовые машины», энергомашиностроительный концерн спроектирует, изготовит и поставит на станцию девять новых гидротурбин, а также  оборудование для частичной замены основных узлов действующих гидрогенераторов Жигулевской ГЭС. Установка новых турбин позволит повысить номинальную мощность каждого гидроагрегата при расчетном напоре на 10,5 МВт (со 115 МВт до 125,5 МВт).
Комплексная реконструкция Жигулевской ГЭС завершится к 2018 году. По результатам реализации Программы станция будет оснащена современным, технологически надежным и безопасным оборудованием, а ее установленная мощность будет повышена до 2435,5 МВт, что на 105 МВт больше, чем в настоящее время.