Construido en los años 30, está rodeado por escarpadas paredes de roca. La presa del pantano de Santolea se encuentra cerrando un estrechísima garganta, formada en el cauce del Guadalope, a unos cinco kilómetros Castellote. Su construcción data del año 1932. Embalsa las aguas del río Guadalope en el término municipal de Castellote (T.). Cuenta con una superficie de embalse de 338 Ha. y un volumen de embalse de 40 Hm.3. Es de propiedad estatal y se destina fundamentalmente al regadío. en el Guadalope, se aborda la construcción del Embalse de Santolea, cuyas obras se inician en 1.927 y se concluyen en 1.932.

La historia sobre el Pantano de Santolea, se inicia en 1900 con ocasión del entonces denominado Plan General de Canales y Decreto de 25 de Abril de 1902, en el que es incluido el Pantano de Santolea, ordenándole a la División Hidráulica del Ebro, la redacción del correspondiente proyecto, el que se terminó aquel mismo año de 1902 por el ingeniero de caminos afecto a la citada División, D. Eduardo Elio.

El proyecto se aprobó el año 1908 por R.O. de 11. 12. 1908, en el que se ordena su ejecución por Administración, a la División Hidráulica del Ebro, pero exigiendo la previa firma de un compromiso de auxilios por parte de los interesados, pero esto no se consigue hasta 1919, debido al parecer, a las diferencias surgidas entre los distintos pueblos interesados, falta de unión de los regantes y diferencias de criterio sobre el volumen que se debería dar al embalse.

El 13 de Junio de este año 1919, dan comienzo los trabajos preliminares, que fueron principalmente, los sondeos de cimentación, comprobación de la impermeabilidad del vaso, nombramiento de una comisión asesora para, tras detenido informe geológico y técnico, determinar el emplazamiento definitivo de la presa y sus características técnicas.

En el año 1923 se cambia radicalmente la concepción de la política de realización de regadíos, decidiéndose la ejecución directamente por el Estado sin la ayuda de los interesados, por lo cual se ordenó la disolución de la correspondiente Junta de Obras por R.O. de 12 de Febrero de 1923 y se encomienda la redacción de un proyecto reformado a la División Hidráulica del Ebro, organismo que por estar abrumado de trabajo, encomienda la redacción del mismo al Ingeniero de Caminos, Don Joaquin Gallego y Urruela, el 23 de Febrero de 1926, el cual termina su redacción en el mes de Noviembre del mismo año 1926.

Habiéndose constituido entre tanto por R.O. de 1 de Julio de 1926 la denominada Confederación Sindical Hidrográfica del Ebro, es a este organismo a quien Don Joaquín Gallego Urruela entrega su proyecto, el cual es aprobado en fecha 17 de Diciembre de 1926, iniciándose por el régimen de Administración las obras auxiliares, si bien el 18 de Julio de 1927 se contrata la ejecución de las obras principales con la Empresa Ereño y Cia. S.L..

Hay que señalar que en el proyecto de 1902 de D. Eduardo Elio, la presa se ubicaba algo más aguas arriba de su emplazamiento actual, concibiéndose como presa de gravedad de 35 metros de altura.

El proyecto definitivo de 1926 desplazaba ligeramente el emplazamiento de la presa, concibiéndola con una capacidad de 43 Hm3, como presa de gravedad de planta recta y construida de hormigón ciclópeo paramentado con mampostería y sillería.

El año 1927 se inician oficialmente las obras y en 1932, queda embalsadas las tierras sin dar tiempo a sus propietarios a recoger sus cosechas y sin haber cobrado las correspondientes expropiaciones.

En los últimos años se han llevado a cabo obras de recrecimiento del embalse, que han concluido en 2022. Estas obras han supuesto la construcción de dos nuevas presas, denominadas presa del Puente y presa del Cañón.