В бассейне Чебоксарского водохранилища наблюдается осенний паводок. Он связан с обильными дождями и увеличением расходов через вышележащие станции Волжско-Камского каскада.
В настоящее время станция работает в режиме поддержания уровня воды в Чебоксарском водохранилище в пределах разрешенных отметок 63,0 – 63,3 м. Уровень верхнего бьефа составляет 63,28 м, нижнего – 53,5 м.
Так как Чебоксарская ГЭС эксплуатируется в непроектном режиме (при отметке водохранилища 63 м вместо проектной 68 м), она испытывает дефицит свободной емкости в 5 км³. В паводок станция работает на транзитном стоке: сколько воды приходит к гидроузлу, столько же и сбрасывается в нижний бьеф. Перевод Чебоксарского водохранилища на проектную отметку 68 м позволит создать условия для аккумуляции воды в период паводков и половодья.
Так называемый осенний паводок зафиксирован за все годы эксплуатации Чебоксарской ГЭС пять раз. Самый большой из них наблюдался в 1990 году.