Череду защитных дамб КЗС прерывают шесть водопропускных сооружений. Каждое сооружение оборудовано отверстиями для организации свободного водообмена и беспрепятственного перемещения всех водных обитателей между акваториями Финского залива и Невской губы. Количество и местоположение водопропускных сооружений определено на основе научных расчетов, натурных наблюдений и исследований, проведенных на гидравлических моделях. Сооружения состоят из водопропускных секций. Всего 64 секции по 27 метров каждая. У берегов залива по 12 секций, в центре по 10. Глубины на пороге от 2,5 до 5 метров. Для защиты от нагонных наводнений в каждой водопропускной секции установлен сегментный подъемно-опускной затвор.
Водопропускные сооружения создают распределенный свободный фронт для движения воды в 1536 метров.
Основные части водопропускных сооружений это: водопропускные отверстия, электрогидравлическая система маневрирования и сегментные затворы. Движение транспорта осуществляется по автодорожным мостам.
Наиболее узнаваемыми элементами водопропускных сооружений являются кожухи гидроцилиндров, расположенные на верхнем уровне. Свою известность они получили после выхода в 1996 году клипа музыкальной группы «Иванушки Int.» «Тучи».
Все затворы водопропускных сооружений находятся в поднятом состоянии (режим «хранение») и не препятствуют движению воды. В случае угрозы наводнения, гидроэлектрическая система опускает затворы на дно (режим «закрыто»), создавая барьер на пути движения нагонной волны к Санкт-Петербургу. После предотвращения наводнения – затворы поднимаются.