Ее строительство началось еще в 2008 году, однако потом было заморожено из-за отсутствия механизмов возврата инвестиций. Работы возобновились после разделения «Башкирэнерго». В конце 2014 года ПАО «Интер РАО», в состав которого вошла Башкирская генерирующая компания, и Башкортостан согласовали с правительством России перенос строительства энергоблоков в рамках договора о предоставлении мощности (ДПМ) с Верхнетагильской ГРЭС на Затонскую ТЭЦ. Так республика получила мощнейшую электростанцию, подобных которой в регионе не строилось более 40 лет.
Выступая на открытии электростанции, глава Башкортостана Рустэм Хамитов назвал его историческим событием, принципиально важным для всей республики.