Еще в 1934 г. директор треста «Дальстрой» Э.П. Берзин дал задание руководству управления добычи полезных ископаемых провести изыскания на возможность использования энергии реки Колымы и озера Джека Лондона. В середине года сюда прибыла партия, куда входили геологи, топографы, гидрологи. Исследования подтвердили возможность строительства электростанции мощностью 146 тысяч киловатт.

Но в те годы эти планы не были осуществлены. К этому вопросу вернулись в середине 1960-х гг. Ленгидропроектом был разработан технический проект Колымской ГЭС. 3 ноября 1969 г. министр энергетики и электрификации подписал приказ о создании управления строительства «Колымагэсстрой», начальником которого назначен Ю.И. Фриштер, главным инженером - А.А. Серов.

В середине 1970 г. создана Дирекция ГЭС, которую возглавил В.А. Авдеев. В состав гидроэлектростанции входят: временное водосбросное сооружение, временная плотина, временная подводящая деривация, основная плотина, постоянный водосброс, станционный узел с производственно-технологическим корпусом.

В 1974 г. было начато строительство основных сооружений с возведения водосброса. 19 февраля 1976 г. уложен первый бетон в основные сооружения гидроузла, а уже в июне 1979 г. был уложен стотысячный кубометр. В зиму 1978-79 гг. Колыма была отведена в строительный тоннель, и в русловом котловане сооружена цементационная галерея.

К сентябрю 1980 г. водосброс был подготовлен к пропуску воды, 20 сентября вековое русло Колымы было перекрыто, и река направлена в искусственное русло, строительство которого велось в течение восьми лет и полностью было закончено в 1983 г. 18 октября 1980 г. началось наполнение водохранилища, объем которого - 14,6 куб. километров, протяженность - 150 километров, глубина - свыше 100 метров.

Параллельно продолжалась отсыпка плотины. Плотина Колымского гидроузла - каменно-набросная, из местных материалов. Ее максимальная высота -126 метров, длина по гребню - 750 метров, ширина по основанию - 570 метров и по гребню - 12 метров. 18 февраля 1981 г. первый агрегат опробован на холостых оборотах, а 24 февраля поставлен под промышленную нагрузку, выработав 1 млн. кВт/ч электроэнергии.

Второй агрегат введен в строй в октябре 1982 г., третий - в октябре 1984 г., четвертый - в октябре 1988 г., последний, пятый агрегат пущен в сентябре 1994 г.