Первые проектные изыскания были проведены в 1968 году. Строительство начато в 1975 году. Станция должна была обеспечить электроэнергией весь Крымский полуостров, а также создать задел для последующего развития промышленности региона — металлургической, машиностроительной, химической. Проектная мощность 2000 МВт (2 энергоблока) с возможностью последующего увеличения до 4000 МВт: типовой проект предусматривает размещение на площадке станции 4 энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000/320.
В ноябре 1980 года стройка объявлена Республиканской ударной комсомольской, а 26 января 1984 года — Всесоюзной ударной. После строительства города-спутника Щёлкино, насыпи водохранилища и вспомогательных хозяйств, с 1982 года началось возведение непосредственно самой станции. От керченской ветки железной дороги была проложена временная линия, и в разгар строительства по ней прибывало по два эшелона стройматериалов в сутки. В целом стройка шла без существенных отклонений от графика с запланированным пуском первого реактора в 1989 году.
В реакторное здание первого блока уже был поставлен и установлен на проектное место уникальный полярный кран.
С помощью этого крана должны были осуществлять дальнейшие подъёмно-транспортные и строительно-монтажные операции внутри реакторного отделения:
Неблагоприятная экономическая ситуация в стране и катастрофа на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года привели к тому, что к 1987 году строительство было сначала приостановлено, а в 1989 — принято окончательное решение отказаться от пуска станции. К этому моменту на строительство АЭС было затрачено 500 млн советских рублей в ценах 1984 года. На складах оставалось материалов ориентировочно ещё на 250 млн рублей. Станцию начали медленно растаскивать на чёрный и цветной металлолом.