Phân phối điện năng của nhà máy thủy điện Tam Hiệp sẽ không chỉ nằm trong giới hạn của Hệ thống lưới điện trung tâm Trung Quốc (bao trùm các tỉnh Hà Nam, Hồ Bắc, Hồ Nam, và Giang Tây). Thay vì điều này, điện năng cũng sẽ được truyền tải về phía tây tới Trùng Khánh và lưới điện Tứ Xuyên cũng như theo các tuyến khác về khu vực bờ biển phía đông và đông nam. Trong khi điện năng được truyền tải tới Trùng Khánh và Tứ Xuyên thông qua hệ thống đường dây 500 kV AC thì công nghệ HVDC (điện cao thế một chiều) sẽ được sử dụng cho việc phân phối về phía đông. Hai tuyến truyền tải có công suất lớn là HVDC Tam Hiệp-Trường Châu và HVDC Tam Hiệp-Quảng Đông, sẽ truyền tải điện năng về phía đông (tới khu vực Thượng Hải) và phía nam (tới tỉnh Quảng Đông).