K hlavním součástem VD patří klenbová hráz válcového tvaru s poloměrem zakřivení 66,5 m a s příslušným vybavením. Dále to jsou nádrž o největším objemu vody 9,8 mil. m3, záchytné přehrážky na přítocích a monitorovací síť stanic pro řízení funkce nádrže. Kóta koruny hráze je 325,80 m n. m., maximální výška hráze nad základovou spárou je 40,8 m a celková délka v koruně činí 167,8 m.
Pro vypouštění vody z nádrže slouží dvě základové výpusti při levém boku hráze. Průměr potrubí je 700 mm. Jako regulační uzávěr slouží rozstřikovací ventily o průměru 600 mm. Každá výpust je před ventilem uzavíratelná šoupátkem o průměru 700 mm. Pro převedení velkých vod slouží nehrazený bezpečnostní přeliv na kótě 323,80 m n. m. o pěti polích a celkové délce 30 m. Přeliv je přemostěn prefabrikovanými železobetonovými nosníky.
V objektu základových výpustí je zabudován tříetážový odběr vody pro úpravnu. Jednotlivá potrubí jsou vyvedena do strojovny a napojena do potrubí přivádějících vodu na úpravnu. Průměr vodárenského potrubí je 530 mm, jednotlivé odběry jsou na kótách 300, 308 a 315 m n. m. V roce 1989 bylo na odbočce z pravého potrubí spodní výpusti osazeno malé turbosoustrojí s Bánkiho turbínou pro využití vodní síly sanačního průtoku. Turbína má při hltnosti 60 l.s-1 a spádu 30 m dosažitelný výkon 11 kW.
Přehrada Vrchlice je trvale velmi pečlivě sledována. Všechny měřené a pozorované projevy chování klenby, opěrných bloků, skalního podloží, jakož i vlivů vody a jiných faktorů působících na dílo jako celek, jednoznačně prokazují, že dílo je staticky zcela bezpečné a funkčně spolehlivé. Nádrž rovněž trvale poskytuje dostatek kvalitní vody pro úpravnu poblíž Kutné Hory, zásobující pitnou vodou Kutnohorsko a Čáslavsko.

Přehrada Vrchlice byla jako první a dosud jediná železobetonová klenbová přehrada v České republice vybudována v letech 1966 - 1970. Výstavbou byl pověřen n. p. Vodní stavby Sezimovo Ústí a strojními dodávkami n. p. ČKD Blansko. Stavba byla zahájena v březnu 1966, betonáž klenby byla ukončena v říjnu 1969, zkušební provoz probíhal od srpna 1970 do dubna 1973. Pro betonáž byla hráz rozdělena na 15 bloků o délce 12 m, šířce od 5,0 m do 7,8 m a výšce 2,0 m. Betonáž se prováděla převážně v noci, ve dne probíhaly práce tesařské, armovací, montáž technologie a práce pomocné.
Zjištěné nižší přetvárné hodnoty skalního podloží proti projektovým předpokladům vyvolaly zvětšení injekčních prací, které se skládaly z plošné injektáže základové spáry klenbových bloků, z připojovací injektáže na obou březích a z těsnicí injekční clony. Aby klenba složená z jednotlivých bloků, oddělených mezi sebou svislými pracovními spárami, působila staticky jako celek, byly spáry zainjektovány a konstrukce tak zmonolitněla.
Zkušební provoz trval tři roky. V jeho průběhu došlo k naplnění nádrže, jejímu vypuštění a opětovnému naplnění. Při těchto cyklech se uskutečnila řada kontrolních měření, byla přecejchována kapacita základových výpustí a odzkoušeno technologické zařízení.