Наибольшего масштаба земляные работы достигли в 1937 г., когда на строительстве Угличской и Рыбинской ГЭС было перемещено 13,5 млн кубометров грунта. К 1938 г. земляные работы по котлованам основных сооружений (водосбросная плотина, шлюзы, здание ГЭС) были завершены. Земляные работы были довольно хорошо (для того времени) механизированы — примерно на 70. Активно использовались экскаваторы, автотранспорт, специальные железнодорожные вагоны — думпкары, ленточные транспортеры.
Наиболее важную роль в выемке грунта играли экскаваторы «Ковровец» и ППГ-2,5. Оба имели паровой двигатель, а в качестве топлива использовали дрова, уголь и нефть.
«Ковровец» был смонтирован на четырехосной железнодорожной тележке и мог передвигаться только по рельсам. Более новый ППГ-1,5, выпускавшийся с 1934 г., уже имел гусеничный ход. Цифра 1,5 в его названии обозначала емкость ковша 1,5 кубометра.
С целью увеличения выпуска экскаваторов в 1934–1937 гг. Ковровский завод был передан в ведение НКВД, а затем возвращен Наркомату путей сообщения. На ряде руководящих постов Ковровского завода работали в том числе и заключенные, арестованные и осужденные по делу Промпартии.
Широкое распространение при строительстве ГЭС получила гидромеханизация, с помощью которой была сделана значительная часть насыпей, в том числе намыта русловая плотина (причём впервые в отечественной практике намыв производился и зимой).
15 октября 1939 г. было произведено перекрытие Волги, начат намыв земляной плотины. В январе 1940 г. был начат монтаж первого гидроагрегата, в феврале того же года — второго. Первый гидроагрегат был пущен 8 декабря 1940 г., второй — 20 марта 1941 г. По первоначальным планам завершить строительство Угличской ГЭС намечалось уже в 1939 г., затем этот срок был перенесен на 1942 г. К началу Великой Отечественной войны строительные работы были близки к завершению, станция эксплуатировалась в соответствии с проектом.
Строили Угличскую ГЭС в основном заключенные Волголага, о котором подробно говорится в главе «Строительство Рыбинской ГЭС». Осенью 1941 г. строительство заморозили, и большинство заключенных Волголага отправили на восток.
Реанимировали Волголаг только во 2-м квартале 1942 г., когда в лагерь поступил новый контингент заключенных.
1 ноября 1944 г. на строительство Угличской ГЭС стали поступать германские военнопленные. Всего их было свыше 3 тысяч человек. На германском кладбище у деревни Покровские Горы захоронено 420 человек.
Хуберт Денезер, бывший немецкий военнопленный, попавший на стройку Угличской ГЭС в 1944 г., вспоминал: «Лагерь находился на левом берегу. В деревянном бараке было 4 зала, койки, печки, коридор, туалет, столовая, кухня и хлеборезка. Различные мастерские: сапожная, ремонтная, пожарная часть, котельная. Работал я в Угличе 22 месяца.
По лестнице в арке шлюза бегал 148 ступенек вверх-вниз с ведром за водой для замешивания цемента. Освоил много строительных профессий. Когда вернулся в 1948 г. из плена в Германию, сам себе выстроил дом… Зимой мы пилили лед на Волге, чистили подвалы от старого льда. Летом вывозили навоз на поля. Там виделись с девушками, шутили и смеялись».
Интересно, что в 1997 г. Хуберт приезжал в Углич в День города. Вместе с угличанами он возложил цветы к обелиску павшим воинам в парке Победы, а потом на автобусах все поехали на место захоронения германских пленных, где тоже возложили цветы.
Угличская ГЭС к началу войны стала главным источником электроэнергии для Москвы. В декабре 1940 г. был торжественно запущен первый гидроагрегат, а в марте 1941 г. — второй.
В 1941 г. ГЭС выработала 137,4 млн кВт·ч, в 1942 г. — 213,1 млн кВт·ч, в 1943 г. — 274,4 млн кВт·ч и в 1944 г. — 203,9 млн кВт·ч.
Для защиты Угличской ГЭС от налетов люфтваффе плотина была закрыта досками с камуфляжем. А в районе Калязина построили макет ГЭС.
Для активной обороны ГЭС в Углич был передислоцирован 62-й отдельный зенитно-артиллерийский дивизион. Первоначально дивизион был укомплектован военнослужащими-мужчинами. В дивизион входили три зенитно-артиллерийские батареи и пулеметная рота. Батареи располагались вдоль берега Волги от верхнего бьефа (Главсоль) до того места, где сейчас расположено здание ВНИИМС на Красноармейском бульваре. Пулеметная рота располагалась на крыше здания ГЭС.
Первая и вторая батареи были вооружены 76-мм зенитными пушками, а третья — 40-мм автоматами Бофорс. В апреле 1942 г. в состав 62-го дивизиона прибыло пополнение — девушки из города Углича, Угличского и Борисоглебского районов.
С 29 июня 1941 г. до августа 1944 г. орудия 62-го дивизиона неоднократно вели огонь по вражеским самолетам. В ночь на 10 июня 1943 г. дивизиону удалось сбить бомбардировщик Хе-111, упавший в 10 км от Углича.
Благодаря принятым мерам, а также тому, что главной целью немцев были промышленные объекты в Рыбинске, ни одна бомба не упала на Угличскую ГЭС.
Весь обслуживающий персонал ГЭС получил бронь от отправки на фронт и поставлен на казарменное положение, то есть ночевать приходилось в помещениях ГЭС.