Проект станции был разработан Новосибирским отделением института «Теплоэнергопроект». Строительство объекта начато в 1980 году, а в 1985 году с вводом блока №3 закончено строительство первой очереди.

Уникальность тепловой станции связана прежде всего с ее местоположением, с трудными климатическими и гидрогеологическими условиями. Перепад температур в течение года достигает 90 градусов. Продолжительность отопительного периода составляет 268 дней. На площадке НГРЭС распространена островная многолетняя мерзлота мощностью до 30 метров. Сейсмичность площадки оценивается в 9–11 баллов. Высота над уровнем моря – 796 метров. Примеров строительства электростанции в условиях, подобных этим, мировая практика еще не знала.

За последние три года значительно обновилось техническое оборудование в рамках программы повышения надежности ДГК. Впереди планы по модернизации оборудования электростанции, строительство и ввод двух новых энергоблоков мощностью 225 МВт каждый, газификация, реконструкция системы теплоснабжения и возведение магистральной тепловой сети третьей очереди. Расширение станции позволит обеспечить надежное энергоснабжение Восточного полигона РЖД.