Станцию начинали строить на правом берегу реки Волхов еще в 1961 г. Площадку под строительство ГРЭС выбрали по причинам недостаточной обеспеченности Северо-Западной части России энергомощностями, обилия водных запасов и близости крупных транспортных узлов.

Мощность станции еще на стадии исследования была определена в 1,36 ГВт.

Проектировщики учитывали высокие темпы развития промышленного района Киришей. Благодаря этому, станция приобрела главные особенности: теплофикационную — мощность 160 МВт с производством электроэнергии по теплофикационному циклу; конденсационную — оснащенность четырьмя энергетическими блоками сверхкритических параметров (с единичной мощностью по 300 МВт).

Впервые в советской энергетике вводились подобные блоки с однокорпусным газоплотным парогенератором производительностью 1000 т/ч. На 2-м этапе проектирования мощность Киришской станции была доведена до 2,12 ГВт.