Excavación de la caverna de la central de Villarino, con una máquina al fondo — Fase final de excavación de la caverna. Obsérvese en la parte superior el túnel de calota, desde el que se comenzó la excavación de la caverna.

La central está excavada en un macizo granítico de excelente calidad y a una altitud de 57.80 metros por debajo del nivel mínimo de la presa de Aldeadávila sobre el río Duero, para poder cumplir las condiciones de bombeo. La caverna está dividida en tres pisos, principal, alternadores y turbinas, que alojan 6 grupos separados en parejas por una zona de montaje. Las dimensiones de la caverna son de 155,15 * 14 * 24,80 metros. A dicha caverna se accede por un túnel de 1260 metros de longitud o a través de un ascensor que tiene un recorrido de 437,50 metros. Desde el túnel de acceso se llega también a la caverna donde están situados los transformadores monofásicos.

La central aloja seis turbinas reversibles de tipo Francis de eje vertical. Para el arranque de las bombas se adoptó el sistema «back to back» por que un grupo cualquiera suministra energía para el arranque de los otros cinco, siendo a su vez arrastrado por un grupo del Salto de Aldeadávila a través de una línea de alta tensión que interconecta las dos centrales. Cada alternador genera energía eléctrica a una tensión nominal de 13,8 kV, alimenta un grupo de tres transformadores monofásicos (que elevan la tensión a 220 kV), mediante embarrado de enlace constituido por perfiles de aluminio. Desde la caverna de transformadores hasta el parque, suben los cables por el túnel del ascensor, 437,50, metros hasta la superficie. Las subestación y el parque de salida de líneas se construyó considerando no sólo las posiciones de entrada y salida de 220 kV en triple embarrado, sino también las elevación a 400 kV y las correspondientes posiciones de salida a esta última tensión.