در سال ۱۳۹۴، حجم آب ذخیرهشده در مخزن این سد بیش از ۱۵۰ میلیون مترمکعب برآورد میشد؛ یعنی حدود ۷۵ درصد ظرفیت کل، که نشاندهندهی شرایط نرمال و پایداری نسبی منابع آبی در آن زمان بود. اما از اواسط دههی ۱۳۹۰ بهبعد، با کاهش مداوم بارشها، افزایش دما و تداوم خشکسالی، روند افت ذخایر سد بهطور محسوسی آغاز شد. طبق دادههای وزارت نیرو و شرکت آب منطقهای تهران، میانگین ذخیره در سالهای ۱۳۹۸ تا ۱۴۰۲ در محدودهی ۶۰ تا ۹۰ میلیون مترمکعب نوسان داشت؛ یعنی حدود ۳۰ تا ۴۵ درصد ظرفیت مفید.
در سال ۱۴۰۳ و ۱۴۰۴ این روند نزولی شدت گرفت و حجم ذخیره به حدود ۱۴ تا ۱۷ میلیون مترمکعب رسید — کمتر از ۱۰ درصد ظرفیت سد و پایینترین سطح در یک دههی گذشته. گزارشهای رسمی وزارت نیرو، کاهش ورودی رودخانهی کرج، تغییر الگوی بارش، تبخیر بالا، و رسوبگذاری قابلتوجه (که تا ۲۰ تا ۳۰ درصد از حجم مفید را کاهش داده) را از عوامل اصلی این افت میدانند. در حال حاضر سد امیرکبیر نهتنها از نظر حجم آب در وضعیت بحرانی قرار دارد، بلکه توان تنظیمی و تأمین پایدار آب برای تهران و البرز نیز بهشدت کاهش یافته است.