При строительстве Гоцатлинской ГЭС археологами на территории, которая была затоплена после пуска электростанции, было обнаружено и детально обследовано древнее Ортоколинское поселение X—XII веков
Согласно изначальной схеме гидроэнергетического использования реки Аварское Койсу выше Ирганайской ГЭС планировалось строительство мощной Зирани ГЭС с высотной плотиной. В конце 1980-х годов при разработке ТЭО Зирани ГЭС было принято решение об использовании этого участка реки двумя ступенями — верхней, построенной по плотинной схеме (Гоцатлинская ГЭС), и нижней, возводимой по деривационной схеме (Могохская ГЭС). Это решение было утверждено 23 октября 1990 года Минэнерго СССР. Рабочий проект Гоцатлинской ГЭС был разработан институтом «Ленгидропроект» и в 1995 году утвержден Главгосэкспертизой России; в ходе проектирования в качестве одного из вариантов рассматривалась станция мощностью 106 МВт (2×40 МВт, 1×26 МВт) и среднегодовой выработкой 283 млн кВт·ч. Приказ о начале подготовительного периода строительства
Интерес к проекту снова возник в 2005 году, чему способствовало несколько факторов — образование ОАО «ГидроОГК», обладающего необходимыми финансовыми ресурсами; поддержка проекта руководством республики Дагестан; приближающееся завершение строительства первой очереди Ирганайской ГЭС, в связи с чем освобождался подготовленный коллектив строителей. 21 сентября 2006 года Председатель Правления ОАО «ГидроОГК» Вячеслав Синюгин подписал приказ о начале работ по сооружению Гоцатлинской ГЭС, на месте её строительства прошла торжественная церемония закладки памятной капсулы.