1969年4月1日，我國首座百萬千瓦級水電站——劉家峽水電站1號機組投產發電。

劉家峽水電站是新中國成立后第一個五年計劃的重點工程，電站于1958年9月27日開工建設；1969年4月1日，電站第一臺機組正式發電；1974年12月五臺機組全部投產；1975年2月4日，劉家峽水電站全面建成。

1980年竣工驗收時，劉家峽水電站核定裝機容量為116萬千瓦。1987年至2002年，劉家峽水電廠利用國內外先進技術和設備，歷時15年自主完成5臺機組的增容改造，凈增出力19萬千瓦。

2007年8月，劉家峽水電廠建成投運甘肅省第一座330千伏GIS開關站；2011年2月，220千伏GIS開關站建成投運，電廠送出能力實現“華麗轉變”，徹底解決了全廠窩電現象。

2018年8月，劉家峽水電廠新建洮河口排沙洞2臺15萬千瓦機組投運，洮河口排沙洞實現“一洞兩用”，進一步提高了電站水能利用率和電站調峰能力，緩解了甘肅電網并網新能源裝機容量大電網調節困難的問題。

劉家峽水電廠現裝有8臺大型水輪發電機組，總裝機容量166萬千瓦。截至2021年2月28日，劉家峽水電廠實現連續安全生產7159天，歷年累計發電量2515.12億千瓦時，創不變價工業總產值187.83億元，相當于電站投資的29.81倍。