桃源水电站位于湖南省常德市桃源县城附近的沅水干流上，是沅水干流最末一个水电开发梯级。桃源水电站上游距凌津滩水电站38.2km，下游距桃源县延溪河口约1.6km，坝址紧临桃源县城，距离常德公路里程为31km。