Идея создания Зеленчукской ГЭС возникла в конце 1950-х годов, когда «Институт Гидропроект» разработал схему энергетического использования Верхней Кубани. В 1971-м технический проект был утвержден. Но стройка шла сложно, и только в 1994 году началась активная работа по возведению станции. 9 августа 1999 года введен в эксплуатацию первый гидроагрегат Зеленчукской ГЭС. К 2006-му станция достигла проектной мощности.

В 2016 году, после ввода в эксплуатацию двух обратимых гидроагрегатов, Зеленчукская гидроэлектростанция стала единственной в России ГЭС-ГАЭС. Сегодня – это уникальный гидроузел, в котором друг друга дополняют деривационная гидроэлектростанция и гидроаккумулирующая электростанция. Такое устройство позволяет не только генерировать электроэнергию, но и аккумулировать ее, возвращая в энергосистему по мере необходимости. ГЭС-ГАЭС имеет самую протяженную (35 км) деривацию среди электростанций России, используя объединенный сток рек Большой Зеленчук, Маруха и Аксаут для производства электроэнергии. Станция – одна из крупнейших ГЭС на Северном Кавказе и самая мощная электростанция в Карачаево-Черкесии.

В настоящее время на станции ведутся работы по техническому перевооружению распределительных устройств ГЭС и объектов перебросного канала Зеленчук – Кубань Зеленчукской ГЭС-ГАЭС, а также по модернизации оборудования очистных сооружений и канализационной станции. Еще один важный проект, который сейчас реализуется, – создание автоматизированной системы технологического управления и главного щита центра управления каскадом малых ГЭС Карачаево-Черкесского филиала. Все это позволит повысить надежность оборудования Зеленчукской станции, которая участвует в покрытии пиковой нагрузки энергосистемы юга страны.