Екібастұздың ГРЭС-1 станциясы КСРО-ның Екібастұз ОЭК құру жөніндегі жобасының аясында салынды, осылайша оның жалпы белгіленген қуаттылығы 20 000 МВт-ты құрауы тиіс болатын.

1974 жылдың қаңтар айында мемлекеттік кәсіпорны нысандарының бастапқысы Екібастұздың ГРЭС-1 станциясының құрылысы басталды, ол Павлодар облысындағы Екібастұз қаласынан 16 шақырымдық қашықтықта солтүстікке қарай жатқан Жеңгелді көлінің солтүстік жағалауында орналасқан белгіленген қуаттылығы 4 000 МВт жылу электр станциясының кешені. Жоба бойынша бұл станция әрқайсысының қуаттылығы 500 МВТ болатын 8 энергоблоктан тұрады. Станцияның орнығатын жерін, оның Қазақстанның негізгі деген көмір шығаратын кеніштеріне (Қазақстандағы ең ірі кеніш «Богатырь» шығысқа қарай 25 шақырымда орналасқан) жақын орналасқандығы айқындап берді. Женгелді көлінің ойпатында жасақталған және «Сатбаев атындағы Ертіс-Қарағанды» су арнасынан сумен қамсызданрылып отыратын су қоймасы станцияны сумен қамтудың бастауы болып табылады.

1977 жылдың 17 наурыз күні Екібастұз ГРЭС-1 басты корпусының құрылысына іргетасының бірінші блогы тұрғызылды. Құрылыс алаңы 25 шаршы километрге жайылды. Басты корпустың ауқымы былайша болды: ұзындығы - 500 м., ені-132 м., биіктігі - 64 м. Биіктіктері 330 метрлік екі мұржа салынды.

1979 жылдың 8 қазан күні Женгелді көлінің ойпатында даярланған су қоймасы Ертіс-Қарағанды арнасынан алынған сумен толтырыла бастады.

1980 жылдың 31 наурыз күні Қазақстан мен Ресейді электр энергиясымен қамтып тұруға арналған жаңа станцияның қуаттылығы 500 МВт болатын бірінші энергоблогы іске қосылып пайдалануға берілді. 1980-1981 жылдардың ішінде 2-ші және 3-ші энергоблоктар пайдалануға берілді. Екібастұздың ГРЭС-1 Солтүстік Қазақстанның біріктірілген энергожүйесінің жергілікті электр жүктемелерін жауып отыруға шақталған. Ол Қазақстанның барша энергия тұтынуының 20-30 пайызын қамтып отырды. 1981 жылдың 10 қазан күні Екібастұздың ГРЭС-1 станциясы алғашқы миллиард киловаттсағатын өндіріп шығарды. 1981 жылдың қараша айында қолданыстағы 4-ші энергоблок іске қосылды. 1982 жылдың қазан айында – 5-ші энергоблок жүйеге қосылды. Одан кейінгі жылдары 1984 жылдың 24 қазан күніне қарай 6-шы, 7-ші және 8-ші энергоблоктар іске қосылып пайдалануға берілді. Нәтижесінде, Екібастұздың ГРЭС-1 жалғыз КСРО аумағында ғана емес, сонымен қатар әлемдегі көмірмен жұмыс істейтін ірі деген жылу электр станцияларының қатарына қосылды.

1996 жылдан 2008 жылдар аралығында Екібастұздың ГРЭС-1 станциясын американдық AES компаниясы басқарып келді. 2008 жылдың 30 мамыры күні Қазақмыс Тобы электр станциясын иелігіне сатып алды. 2009 жылы Қазақмыс №5 энергоблоктың негізгі және қосалқы жабдықтарын қайта жаңғырта отырып, жаңарта отырып, капиталды жөндеу жасалды. 2009 жылдың соңына қарай жүргізілген жөндеу науқаны жұмыс қуаттылығын 2500 МВт-қа ұлғайтуға мүмкіндік берді. 2010 жылғы наурыз айының басында «Самұрық-Қазына» АҚ, Қазақмыстан, оның Екібастұз ГРЭС-1 жарғылық капиталындағы 50 пайыздық акцияларын сатып алды.