Der Diemelsee, auch Diemelstausee genannt, ist mit 1,65 km² Wasseroberfläche und etwa 19,9 Mio. m³ Speicherraum ein Stausee an der Diemel im Landkreis Waldeck-Frankenberg in Nordhessen und Hochsauerlandkreis in Westfalen (Deutschland).
Er ist Teil der aus Stausee, Staumauer, Wasserkraftwerk und Ausgleichsweiher bestehenden Stauanlage Diemeltalsperre im Eigentum der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes, wobei das Wasser- und Schifffahrtsamt Hann. Münden zuständig ist.

Der Diemelsee befindet sich wenige Kilometer nordöstlich des Uplands in den äußersten Nordostausläufern des Rothaargebirges, das bis in den Nordosten des Rheinischen Schiefergebirges reicht. Er erstreckt sich überwiegend im Landkreis Waldeck-Frankenberg, sein kleiner Nordteil und auch seine Staumauer gehören zum Hochsauerlandkreis. Im Naturpark Diemelsee zwischen Willingen und Marsberg im Gebiet der Gemeinde Diemelsee und der Stadt Marsberg gelegen befindet er sich an der Diemel und deren Zufluss Itter. Sein Absperrbauwerk steht etwa 500 m südlich des Dorfs Helminghausen (südwestlicher Stadtteil von Marsberg). Einziges Uferdorf ist Heringhausen (westlicher Gemeindeteil von Diemelsee).

Der Stausee liegt in bewaldeter Mittelgebirgslandschaft, deren höchster direkt am See gelegener Berg das Köpfchen (ca. 610 m ü. NN; westlich des im Westen befindlichen Itterarms) ist. Unmittelbar ostsüdöstlich der Staumauer erhebt sich der Eisenberg (594,6 m) und wenige Kilometer südlich des Sees der Koppen (715,1 m).

Der Stausee dient mit seiner Staumauer der Wasserstandsregelung der Bundeswasserstraßen Weser und Mittellandkanal, dem Hochwasserschutz, der Wasserkrafterzeugung und der Erholung.

Im Jahr 2003 wurde das zuvor mit 20,05 Mio. m³ angegebene Fassungsvermögen des Diemelsees per Laser-Scan-Verfahren neu vermessen: Sein Stauraum (bei normalem Vollstau) ist etwa 19,9 Mio. m³ und sein Gesamtstauraum (bei Hochwasser) rund 21,75 Mio. m³ groß. Bei Vollstau ist seine Wasseroberfläche 1,65 km²[1] groß. Der Stausee ist maximal 34 m tief, und seine Ufer sind insgesamt etwa16 km lang. Die Stauziel liegt auf 376,2 m ü. NN Höhe und das Bemessungshochwasser beträgt 113 m³/s. Das Einzugsgebiet des Stausees ist 103 km² groß. Der direkt vor der Staumauer liegende Stauseeboden befindet sich auf genau 342 m ü. NN.

Der südliche Stauseearm ist der Diemelarm, in den auch die aus Richtung des Dorfs Stormbruch kommende Hagenbicke mündet und an dem das Dorf Heringhausen liegt, der westliche ist der Itterarm, an dem Kotthausen (Wüstung und Weiler des Dorfs Heringhausen) liegt. Etwas nördlich der Stelle, an der beide Arme aufeinander treffen, verläuft die Landesgrenze von Nordrhein-Westfalen zu Hessen. Der Diemelsteig führt rund um den Diemelsee unter anderem über den Eisenberg und St. Muffert.

Die Bauarbeiten an der Staumauer des Diemelsees fanden in zwei Phasen statt. Die erste Phase dauerte von 1912 bis 1914. Danach pausierte man im Ersten Weltkrieg (1914–1918) und etwas darüber hinaus. Die zweite Phase fand von 1919 bis 1923 statt. 1924 wurde die Talsperre in Betrieb genommen. Konstruiert wurde das Bauwerk nach dem Intze-Prinzip als gekrümmte Schwergewichtsstaumauer aus rund 72.000 m³ Bruchsteinen, die im extra dafür eingerichteten Diabas-Steinbruch am benachbarten Eisenberg abgebaut wurden. Die Mauer ist über der Talsohle maximal 36,2 m und über der Gründungssohle 42 m hoch. An der Krone ist sie rund 194 m lang und 7 m breit. Die Basisbreite beträgt etwa 31 m. Die Kronenhöhe liegt auf 378,2 m ü. NN.

In den 1990er Jahren wurde die Staumauer grundlegend restauriert und zudem der Sicherheitsstandard entsprechend der DIN 19700 (Stauanlagen) erhöht. Dabei wurden ein Dichtungsschleier mit einer Injektionsdichtung im Erdreich hergestellt, ein Kontrollgang installiert und andere Arbeiten durchgeführt. Die Restaurierungsarbeiten wurden 1998 abgeschlossen.

Die Staumauer ist als Baudenkmal in die Denkmalliste von Marsberg eingetragen.

Die Staumauer des Diemelsees wurde im Zweiten Weltkrieg (1939–1945) mehrmals angegriffen. Beim Angriff in der Nacht vom 16. zum 17. Mai 1943 wurden drei britische Lancaster-Bomber durch eine Flakabteilung in Helminghausen abgeschossen. Zur von der Waffen-SS geplanten Sprengung der Mauer kam es nicht, da US-Truppen Ende März bzw. Anfang April die Seeumgebung schon besetzt hatten und daher die deutschen Soldaten schon abgerückt waren. Noch im April wurden die US-Soldaten durch belgische abgelöst und diese wiederum im Juni durch britische.

Unterhalb der Staumauer befindet sich das Wasserkraftwerk Helminghausen, das das Wasser des Diemelsees nutzt. Es hat zwei Turbinen, eine Nennleistung von 1,04 MW und erzeugt im Mittel jährlich 2,50 GWh Strom.

Direkt unterhalb von Staumauer und Kraftwerk des Diemelsees erstreckt sich unmittelbar südlich von Helminghausen der Ausgleichsweiher (341,4 m ü. NN), der im Normalbetrieb rund 65.000 m³ Stauraum hat. Er besitzt einen knapp 8 m über der Gründungssohle hohen Staudamm mit einem Auslassbauwerk, dessen Krone auf 343,2 m ü. NN liegt.
[Quelle, Text: Wikipedia.de]

 
Der Diemelsee gilt bei Angelexperten als Geheimtipp. Hier sind unter anderem große Hechte, Seeforellen, Zander und Welse gefangen worden. Gerd Koch in Rhenegge, der sich selbst Raubfischkönig nennt, bietet Angelkurse am Diemelsee an.