Строительство водохранилища велось с апреля 2008 года. Зимой 2010 года был завершен первый этап строительства, и здесь было аккумулировано более 1 млрд. кубометров зимнего стока. Это позволило полностью обеспечить противопаводковую безопасность в регионе в зимний период 2010–2011 годов.
В настоящее время, с полным окончанием строительства, в Коксарае собрано около 3 млрд. кубов воды.
Коксарайский контррегулятор призван обеспечить паводковую безопасность 69 населенных пунктов Южно-Казахстанской и Кызылординской областей, где проживает более 400 тысяч человек. Кроме того, благодаря контррегулятору удастся сохранить воду для заполнения Аральского моря и полива сельских угодий, исключить зависимость Казахстана от Киргизии и Узбекистана в решении ежегодных проблем нерегулируемых масштабных попусков воды в нижнее течение реки Сырдарьи, сообщили в МЧС РК, которое являлось главным заказчиком и куратором строительства.