Первый проект строительства крупной гидростанции на Нарвском водопаде для энергоснабжения Петербурга был составлен в 1889 г. Следующий проект, разработанный в 1894 г., предусматривал постройку на водопаде гидростанции мощностью 24 МВт с передачей энергии в Петербург переменным током. Но он не получил поддержки и не был реализован. Спустя 13 лет, в 1907 г. инженер Кениг развернул изыскательские работы по реке Нарове и приступил к составлению более детального проекта комплексного использования реки с учетом интересов водного транспорта. Закончить работу ему не удалось.
Последним этапом обсуждения проекта стал 1922 г., когда при Эстонском правительстве был разработан проект строительства Нарвской ГЭС мощностью 50 МВт при непосредственном участии немецкой фирмы «Сименс-Бауунион». В 1945 г. Ленгидропроектом на основании выполненных изысканий был составлен технико-экономический доклад по схеме использования реки Наровы.
Станция расположена в Ивангороде. При этом государственная граница между Россией и Эстонией проходит посередине плотины. На эстонской стороне находятся земляная дамба длиной 1,1 км, дамба отводящего канала протяженностью 450 м и половина плотины.
— Нарвская ГЭС совместно с эстонской стороной эксплуатирует гидротехнические сооружения Нарвского гидроузла. Между странами действует соглашение о сотрудничестве. Мы тесно взаимодействуем с зарубежными коллегами при проведении ремонтов и в вопросах обеспечения безопасности гидростанции, − отметил Олег Медведев, директор Нарвской ГЭС ОАО «ТГК-1».
На станции, строительство которой началось в 50-ые годы XX века, установлено только российское оборудование. С 2014 года на Нарвской ГЭС проходит полная реконструкция гидроагрегатов, включающая замену гидросилового, гидромеханического и электротехнического оборудования на современное. Завершен капитальный ремонт гидроагрегатов № 1 и 2, в ходе которого реконструирована система регулирования агрегатов с внедрением автоматической системы управления технологическими процессами. В ближайшие годы аналогичная модернизация ждет гидроагрегат № 3.