8月底，渭河淤積已發展到涇河口附近（距西安市草灘約11公里），北洛河淤積已發展到大荔縣河城村附近（距北洛河口128公里）。渭河河床抬高 0。4至1。4米，北洛河河床抬高3至4米，兩河河槽斷面縮小約一半，過水能力大大降低
潼關河床升高，上游泥沙不斷淤積，西安面臨危險。對此難題，提出解決方案已經迫在眉睫。毛澤東對周恩來說：“三門峽不行就把它炸掉。”改建勢在必行，目標基本上回到溫善章過去所提到的低壩方案。周恩來說：“要登報宣告，他（溫善章）對了，我們錯了，給他恢復名譽。”
●1964：是炸掉，還是完全不改？
如果沒有後來的兩次改建，三門峽水利工程將以一個徹底的水害工程被廢棄而告終。
陝西省代表在二屆全國人大三次會議上要求國務院儘快拿出方案———拯救陝西。
在第三次視察三門峽之後，周恩來於1964年12月再以總理的身份召開會議，強調“三門峽改建不能再等”。
這次會議同1957年那次大相徑庭，各方意見分歧甚遠，一邊倒的現象沒有出現。河南省科委的杜省吾認為：“黃河本無事，庸人自憂之。”主張將三門峽大壩一炸了事。而擔任過三門峽水電樞紐第一任總工程師的汪胡楨卻在另一個極端堅守——淤積是必然的，下游的利益是全域性利益，三門峽樞紐不必改建。
●1964年，三門峽水電站原設計安裝的第一臺機組發電。
3月5日三門峽水電站原設計安裝的第一臺15萬千瓦水輪發電機組發電。不久因水流含沙量太高，機組損壞，於5月1日停止運用。該機組隨即移往丹江口水電站。
中共中央總書記鄧小平等視察三門峽水利樞紐。
4月17日，中共中央總書記鄧小平，中共中央政治局委員、北京市市長彭真視察了三門峽水利樞紐，對工程建設作了重要指示。
●三門峽水庫進行人造洪峰試驗。
6月30日，鑑於三門峽水庫全部改建工程一旦付諸實施，黃河下游河道的淤積將趨於嚴重，該項試驗的目的在於透過人造洪峰，尋求沖刷下游河道的途徑。
人造洪峰的試驗從1963年11月1日至1964年6月30日，歷時8個月，分兩次進行。
試驗結果，花園口以上河段仍淤積3300萬噸，花園口以下衝刷了3600萬噸，衝淤相抵後，下游河道僅沖刷了300萬噸，且使下游區域性河段發生塌灘現象，以致老險工脫河，新險工增多，而花園口以上河段由於嚴重淤積，則使主槽淤平，水流散亂。
●三門峽庫區淤積嚴重。
10 月31日，三門峽水庫自1958年11月17日截流以來，至本年10月31日，進庫總水量2740。4億立方米，進庫總沙量104。1億噸，出庫總水量 2767。1億立方米，出庫總沙量57。1億噸，水庫總淤積量為47億噸。水庫淤積沙量為進庫沙量的45％，其中淤積在潼關以上12。3億噸。
●周總理在北京主持召開治黃會議。
12 月5至18日，國務院為三門峽工程改建問題在北京召開了治理黃河會議，周恩來總理主持會議，並於12月18日作了重要講話。周總理在講話中對三門峽工程改建問題作了重要指示，並提出：“總的戰略是要把黃河治理好，把水土結合起來解決，使水土資源在黃河上中下游都發揮作用，讓黃河成為一條有利於生產的河”。周總理這個指示以後一直是治理黃河的重要指導思想。
參加這次會議的共100餘人，有中央有關部委和有關省區的負責人，有張含英、汪胡楨、黃萬里、張光鬥等水利界知名專家，有長期研究黃河、從事治黃工作的科技人員。黃委會主任王化雲代表黃委會在會上作了《關於近期治黃意見》的彙報。
會上，以三門峽改建為中心，形成各種治黃思想的大交流與大論爭，使這次會議成為當代治黃史上一次重要的會議。
會議決定，為有利於洩流排沙，批准三門峽工程“兩洞四管”改建方案，即在左岸增建兩條洩流排沙隧洞，改建壩身四條發電引水鋼管為洩流排沙鋼管，在壩前水位315米時，下洩流量為6000立方米每秒。
●1964 年，周恩來總理在兩次講話中談到三門峽工程。一次是在6月10日同越南水利代表團談話中說：“三門峽工程我們打了無準備的仗。……建國才五六年就興建三門峽工程，當時想要黃河清，志向很大，誇下了海口，但科學