Việc xây dựng nhà máy thủy điện Kakhovka bắt đầu vào năm 1950 theo nghị định của Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô ngày 20 tháng 9 năm 1950 "Về việc xây dựng nhà máy thủy điện Kakhovka trên Dnepr, Kênh đào Nam Ukraina, miền Bắc Kênh đào Crưm và việc tưới tiêu cho các vùng đất phía nam Ukraina và các khu vực phía bắc của Crưm".
Việc xây dựng nhà máyđược giao cho doanh nghiệp «Dneprostroy», đã từng xây dựng nhà máy thủy điện Dnieproskaya vào năm 1927-1932. Kỹ sư trưởng xây dựng thủy điện Kakhovka là Piotr Neporozhny, nhà khoa học nổi tiếng, giáo sư, tiến sĩ khoa học kỹ thuật, chính khách, Bộ trưởng Năng lượng Liên Xô (1962-1963; 1965-1985).
Vào tháng 6 năm 2000, theo nghị định của Hội đồng Bộ trưởng Ukraina, nhà máy thủy điện Kakhovka được đặt theo tên của Piotr Neporozhny.
Tất cả các công việc thiết kế và nghiên cứu do chi nhánh Ukraina của Viện Hydroenergoproekt (Thiết kế Thủy lực) thực hiện. Công việc xây dựng trở nên công trường vĩ đại của chủ nghĩa cộng sản.
Để xây dựng và bảo trì nhà máy điện trên địa điểm làng Klyuchevoe, thành phố Nova Kakhovka đã được thành lập. 12 nghìn người, 1100 phương tiện, 30 máy xúc, 75 cần cẩu bánh xích và giàn cẩu tháp, 100 máy ủi, 14 đầu máy và 7 tàu cuốc làm việc trong quá trình xây dựng tổ hợp thủy điện Kakhovka.
Khi xây dựng công trình Kakhovka, đã thực hiện 35 triệu mét khối đào đắp, 1420 nghìn mét khối bê tông và bê tông cốt thép, 1873 nghìn mét khối tường đá đã được hoàn thành ắp đặt 31,1 nghìn kết cấu và thiết bị kim loại.
Việc xây dựng nhà máy thủy điện Kakhovka kéo dài từ 1951 đến 1956
Ngày 18 tháng 10 năm 1955, hạ thủy tổ máy thủy lực đầu tiên của nhà máy. Vào tháng 10 năm 1956, tổ máy thứ sáu cuối cùng của trạm thủy điện được đưa vào hoạt động.
Trong sự liên kết của các cấu trúc tổ hợp thủy điện, sông Dnepr khởi hành từ bờ trái, do đó tạo thành một vùng ngập lũ. Quyết định đặt tất cả các kết cấu bê tông ở vùng ngập lũ này đã tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh việc xây dựng thủy điện.
Mặt trước áp lực của tổ hợp thủy điện được tạo ra bởi các đập đất, đập tràn bê tông, nhà máy thủy điện và âu thuyền, có chiều dài 3650 mét, trong đó có 700 mét kết cấu bê tông.
Áp suất thiết kế của tuabin là 13,8 mét, tối đa là 16,5 mét. Lưu lượng nước chảy qua 24.200 mét khối/giây.
Hồ chứa Kakhovka được tạo ra bởi các cấu trúc áp lực của tổ hợp thủy điện có diện tích 2155 km2, tổng thể tích là 18,2 km3, trong đó 6,8 km3 hữu ích.
Việc xây dựng tổ hợp thủy điện Kakhovka đã nâng mực nước ở sông Dnepr lên 16 mét. Chiều cao của đập là 16,5 mét, chiều dài gần 4 km.
Hồ chứa Kakhovka là một trong những hồ lớn nhất trên sông Dnepr
Sáu tổ máy thủy điện thẳng đứng với tổng công suất 329 MW được lắp đặt trong phòng máy của nhà máy thủy điện, tạo ra 1.420 triệu kWh điện mỗi năm.
Một tính năng độc đáo của nhà máy thủy điện Kakhovka là thiết bị đóng cắt 154 kV bốn tầng khép kín. Ở tầng một có hai phần của hệ thống thanh cái chính và bộ ngắt kết nối thanh cái, ở tầng hai - cầu dao, tầng ba - máy biến áp của khối tăng áp và bộ ngắt đường dây, ở tầng bốn có hệ thống thanh cái rẽ nhánh với đường nhánh thiết bị ngắt kết nối.
Năm 1996, các thiết bị và cơ sở chính đã được xây dựng lại tại nhà máy thủy điện Kakhovka. Năm 2005-2010, giai đoạn tái thiết thứ hai được thực hiện tại đây.
Nhà máy thủy điện Kakhovka hàng năm điều chỉnh dòng chảy sông Dnepr để cung cấp năng lượng cho miền nam Ukraina, cũng như cấp nước cho các vùng khô hạn. Cho đến năm 2014, Crưm là một trong số đó. Tuy nhiên, sau cuộc trưng cầu dân ý về quy chế tự trị ở Crưm (2014), Kiev đã quyết định cắt nguồn cung cấp nước cho bán đảo và sử dụng Kênh đào Bắc Crưm như một đòn bẩy gây áp lực lên Liên bang Nga. Thiệt hại rất lớn đối với nền nông nghiệp của nước cộng hòa.
Quân đội Nga nắm quyền kiểm soát nhà máy khi bắt đầu chiến dịch quân sự đặc biệt ở Ukraina vào năm 2022. Kể từ đó, quân đội Ukraina pháo kích gần như liên tục vào nhà máy thủy điện và Nova Kakhovka.
Từngày 16 tháng 3 năm 2022, nhà máy thủy điện Kakhovka do các đơn vị Vệ binh Nga bảo vệ.
Tháng 10 năm 2022, Nga đã gửi một lá thư tới Hội đồng Bảo an Liên Hợp Quốc kêu gọi ngăn chặn việc Kiev phá hoại đập thủy điện Kakhovka.
Vào đêm ngày 6 tháng 6 năm 2023, phần trên của nhà máy thủy điện Kakhovka ở vùng Kherson đã bị phá hủy do pháo kích.
Theo người đứng đầu chính quyền Nova Kakhovka, Vladimir Leontiev, các van trên đập đã bị phá hủy, nhưng bản thân con đập không bị hư hại. Ông nói thêm mực nước dâng ở sông Dnepr trong thành phố là từ hai mét rưỡi đến bốn mét. Trong khu vực có thể xảy ra lũ lụt ở hạ lưu, nơi có 14 khu dâncư với 22 nghìn người sinh sống.