20 мая 1977 года Центральный Комитет Компартии Казахстана приняли постановление «О создании Экибастузского топливно-энергетического комплекса и строительстве линии электропередачи постоянного тока напряжением 1500 киловольт Экибастуз-Центр».
Строительство станции началось в 1979 году. Первый энергоблок введён в работу 25 декабря 1990 года, второй энергоблок — 31 декабря 1993 года.

Железобетонная дымовая труба, построенная в 1987 году, имея высоту 420 м, является самой высокой в мире и занесена в Книгу рекордов Гиннесса. Суммарная масса трубы составляет 60 тысяч тонн, её диаметр у основания составляет 44 м, диаметр устья — 14,2 м.