Tổng diện tích đất chiếm khoảng 322 ha. Trong đó, diện tích phần đất công nghiệp của nhà máy là 128 ha,còn 194 ha là mặt bằng xây dựng. Nhà máy nhiệt điện Phả Lại được khởi công xây dựng ngày 17.05.1980 với công suất 440MW, gồm 4 tổ tua bin máy phát và 8 lò hơi theo khối hai lò – một máy, mỗi máy 110MW. Công ty Nhiệt điện Phả Lại có nhà máy điện lớn nhất trong hệ thống điện miền Bắc lúc bấy giờ, có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao. Các tổ máy của nhiệt điện Phả Lại lần lượt vào vận hành đã đáp ứng kịp thời tốc độ tăng trưởng phụ tải mạnh trong thập kỷ 80. Từ năm 1989 đến 1993, sản lượng điện của nhà máy giảm dần do các tổ máy của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình lần lượt hoà vào lưới điện miền Bắc. Từ năm 1994, khi có đường dây 500kV Bắc Nam, thống nhất hệ thống điện trong cả nước, nhà máy nhiệt điện Phả Lại được tăng cường khai thác. Ngày 8/6/1998 Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 được khởi công xây dựng trên mặt bằng còn lại của Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại. Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 có tổng công suất 600 MW gồm 2 tổ máy mỗi tổ có công suất 300 MW, sản lượng điện hàng năm 3,68 tỷ kWh; lượng than tiêu thụ 1,6 triệu tấn/năm; tổ máy 1 vận hành vào đầu năm 2001 và hoàn thành công trình vào quý 3 năm 2001. Phả Lại 2 là nhà máy nhiệt điện lớn nhất Việt Nam với thiết bị hiện đại được thiết kế và xây dựng đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế về bảo vệ môi trường. Khi hoàn thành, Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 cùng với Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại sẽ tăng cường đáng kể công suất của hệ thống điện Việt Nam đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng, đẩy mạnh chương trình điện khí hoá toàn quốc.