El río es el lugar del mayor proyecto de eliminación de presas de la historia. El proyecto de restauración del ecosistema de Elwha es el segundo mayor proyecto de restauración de ecosistemas que ha intentado el Servicio de Parques Nacionales, después de los Everglades. La Ley de Restauración del Ecosistema y las Pesquerías del Río Elwha de 1992 fue firmada por el primer Presidente Bush tras su aprobación por el Congreso. El proyecto tenía un coste previsto de 350 millones de dólares. La ley autorizaba al Secretario del Interior a adquirir y eliminar las dos presas del río y a restaurar el ecosistema y las pesquerías anádromas autóctonas.
La eliminación de la presa de Elwha, de 108 pies (33 m) de altura, y de la presa de Glines Canyon, de 210 pies (64 m), comenzó en septiembre de 2011. A principios de 2010 se completaron dos instalaciones de tratamiento de agua aguas abajo para proteger el suministro de agua de la ciudad de Port Angeles y los criaderos de peces del limo y los sedimentos que se arrastrarían aguas abajo una vez eliminadas las presas. Para proteger las poblaciones de peces por debajo de las presas durante la retirada, estas se eliminaron en un proceso de tres años, haciendo una pausa para garantizar que no hubiera limo en el río mientras el salmón desovaba aguas abajo.
La presa de Elwha se desmanteló por completo en marzo de 2012. La restauración de la zona alrededor de la presa siguió, incluyendo decenas de miles de plantas nativas iniciadas en invernaderos locales. La eliminación de la presa de Glines Canyon se completó en agosto de 2014.
El salmón recolonizará de forma natural las 70 millas (110 km) de hábitat en el Parque Nacional Olímpico. La zona que antes estaba bajo los embalses se está revegetando para evitar la erosión y acelerar la restauración ecológica de la zona. Dado que casi toda la cuenca del Elwha se encuentra en un parque nacional, el río debería ser relativamente prístino, con pocos de los problemas de escorrentía agrícola y calentamiento del agua que afectan a otros hábitats fluviales del salmón en el noroeste del Pacífico. Las proyecciones de los modelos del Servicio de Parques muestran que hasta 392.000 peces llenarán 70 millas de hábitat, lo que teóricamente coincide con el «pico anterior a la presa».
A finales de diciembre de 2012, alrededor del 10 por ciento de los 25.000.000 yardas cúbicas (19.000.000 m3) de sedimentos estimados que habían quedado atrapados detrás de las dos presas del río se habían acumulado en la desembocadura del Elwha, formando bancos de arena. Una vez eliminada la presa del Elwha, los sedimentos fueron empujados río abajo cuando las fuertes lluvias produjeron flujos más rápidos en el río de libre circulación. En noviembre de 2014, el 30 por ciento de los sedimentos almacenados habían sido arrastrados hasta la desembocadura del río, creando 70 acres (28 hectáreas) de nuevo hábitat de estuario para una amplia variedad de mariscos y otras especies.
El bajo Elwha (por debajo del antiguo embalse de Aldwell) está clasificado como de clase II.