Станция является неотъемлемой частью Южно-Украинского энергокомплекса, который включает Южно-Украинскую атомную электростанцию и Александровскую малую гидроэлектростанцию. Сооружение данного стратегического объекта началось еще в 1981 году. Каменно-земляная и железобетонная плотины станции достигают в длину 1400 метров, а в высоту – до 50 метров. В данное время предусмотрена постепенная установка шести гидроагрегатов с общей мощностью 906 МВт в турбинном режиме и 1299 МВт – в насосном. Первый из них был запущен осенью 2006 года, а второй – летом 2007-го. Осенью 2011 года была начата сборка третьего блока. 14 июня 2012 года Ташлыкская ГАЭС выработала первый миллиард киловатт-часов с момента начала генерации.