I Josdalsfjellene over Tonstad møtes to store tunneler med vann fra Sira og Kvina. Her ledes vannet sammen i en felles tunnel med et tverrsnitt på 100 m2 mot fordelingsbassenget på toppen av trykksjaktene. Herfra og ned til kraftverket er høydeforskjellen 450 meter.

Rett ved Tonstad sentrum starter en 750 meter lang adkomsttunnel inn til kraftverket. De to første aggregatene på 160 MW hver stod ferdige i 1968 og utnyttet vannet fra Kvinavassdraget. Tre år senere ble to nye aggregater startet opp da tunnelsystemet stod klart til å ta imot vann fra Siravassdraget.

I 1988 ble det femte aggregatet satt i drift i ny maskinhall og ny trykksjakt med diameter 4,8 meter. Selv om aggregatet med en effekt på 320 MW var Norges største, førte det ikke til økt årlig produksjon i kraftverket. På samme måte som i Åna-Sira ble investeringen gjort for å kunne bruke anleggene mer effektivt og produsere mest mulig når behovet er størst og prisene er høye.

Fra kraftstasjonen går kraften på 300 kV-kabler ut til koblingsanlegget og videre på 300 kV-linjenettet mot Feda, Solhom, Lyse og Sandnes.

Etter produksjonen i Tonstad kraftverk renner vannet ut i Sirdalsvatn og videre i kanal til Lundevatn før det er klart for siste etappe i Åna-Sira kraftverk.

I 2010 ble Øksendalsoverføringen tatt i bruk. Vann fra tre bekkeinntak i Øksendalsheia ledes inn i tilløpstunellene til Tonstad kraftverk og utnyttes der.