Kokemäenjoen voimalaitoksien rakentaminen aloitettiin 1900-luvun alkupuoliskolla. Rakentaminen esti lopullisesti vaelluskalojen pääsyn joessa sijaitseville kutupaikoille, sillä patojen ohitse eivät kalat enää päässeet kulkemaan.

Kokemäenjoen 57,5 m:n putouskorkeus on hyödynnetty lähes kokonaan jokialueen neljässä voimalaitoksessa. Voimalaitokset ovat Vammalassa sijaitseva Tyrvään voimalaitos, Äetsän voimalaitos, Kokemäenjoella sijaitseva Kolsin voimalaitos ja Harjavallan voimalaitos. Lisäksi jokialueen yläpuolisiin järviin laskevat vesistöt on myös rakennettu. Kuloveteen laskevassa Nokianvirrassa sijaitsee Melon voimalaitos. Siuronreitin purkuvesiä hyödyntää Siuronkoskessa sijaitseva Siuron voimalaitos.

Voimatalouteen liittyen yläpuoliset vesistöt ovat säännösteltyjä. Vuorokausisäännöstely vaikuttaa pinnankorkeuksiin myös jokialueella.

Kaikki Kokemäenjoen voimalaitokset harjoittavat vuorokausi- ja viikkosäännöstelyä, jolloin juoksutus on yleensä pienintä öisin ja viikonloppuisin. Toimintaa ohjataan keskitetysti Harjavallan voimalaitokselta. Voimalaitosten juoksutuksia säätelemällä pyritään vähentämään Kokemäenjoen keskiosien tulvia. Luonnontilaan verrattuna virtaamat ovat talvella suurempia ja keväällä sekä kesällä pienempiä. Kokemäenjoen keskimääräiset virtaamat ovat säännöstelyn seurauksena talvella kasvaneet 17 % ja kesällä pienentyneet 16 %.