Возможно, вам придется вручную отредактировать основной файл .csproj. Примерно таким образом
<Reference Condition=" '$Configuration'=='Debug' "
Include="path\to\Debug\Foo.dll" />
<Reference Condition=" '$Configuration'=='Release' "
Include="path\to\Release\Foo.dll" />
(Может быть легко добавить ссылку на отладочную версию с помощью обзора, затем щелкните правой кнопкой мыши проект в обозревателе решений, нажмите «Выгрузить проект», затем снова щелкните правой кнопкой мыши «Редактировать ваш. Foo.dll, который вы только что добавили, затем щелкните правой кнопкой мыши «Обновить проект».)
EDIT
Чтобы не видеть две копии внутри VS, может быть что-то вроде
<Reference debugstuff as before>
<Visible Condition=debugcond>true</Visible>
<Visible Condition=releasecond>false</Visible>
</Reference>
and same for release
То есть условно установите метаданные Visible
в узле ссылки на true / false в зависимости от условия. Я не пытался узнать, работает ли он.