Die Möhnetalsperre ist nach der Biggetalsperre die zweitgrößte und damit eine der wasserwirtschaftlich bedeutendsten Talsperren im Einzugsgebiet der Ruhr. Der Stauinhalt beträgt bei Normalstau 134,5 Millionen m³ Wasser bei einer Speicheroberfläche von 10,37 Quadratkilometern. Die 1913 fertig gestellte, 40,3 Meter hohe Bruchsteinmauer staut das Flusswasser der Möhne und trägt so zur Sicherstellung der Trinkwasserversorgung von über fünf Millionen Menschen bei. Die Talsperre dient darüber hinaus dem Hochwasserschutz der unterhalb liegenden Flussabschnitte, der Stromgewinnung und der Erholung.
Traurige Berühmtheit erlangte die Möhnetalsperre durch einen Bombenangriff im Zweiten Weltkrieg: Die Alliierten maßen dem Talsperrensystem im Einzugsgebiet der Ruhr entscheidende Bedeutung für die Leistungsfähigkeit des Rüstungszentrums Ruhrgebiet bei.
In der Nacht zum 17. Mai 1943 flog die Royal Air Force ihren Talsperrenangriff. Der Hauptschlag erfolgte mit 19 Bombern gegen die Möhnestaumauer. Mehr als 1200 Menschen - darunter viele Zwangsarbeiter - verloren ihr Leben. Wohnhäuser, Verkehrsanlagen, Brücken, Wasserwerke - alles was die Flutwelle ergriff, wurde zerstört oder schwer beschädigt. Die Auswirkungen waren bis zur Mündung in den Rhein zu spüren, obwohl die Ruhrstauseen sofort abgelassen wurden und dadurch natürlich einiges abgefangen werden konnte. Das Ziel der Alliierten, die Schwächung der Rüstungsindustrie, wurde nicht erreicht. Nach nur fünf Monaten war die Mauer repariert.