Строительство началось в 1954 году[3][4]. Старобешевская ГРЭС возводилась скоростными индустриальными методами. Начальник строительства — Хохряков Юрий Борисович. Основным топливом был намечен антрацитовый штыб с использованием в летнее время природного газа. Первый агрегат пущен в 1958 году.
В советское время ГРЭС входила в состав Южной энергосистемы Единой энергетической системы Европейской части СССР[5].
В 1993 году Старобешевская государственная районная электростанция (ГРЭС) стала официально именоваться тепловой электростанцей (ТЭС).
В июне 1995 года на базе государственного предприятия «Донбассэнерго» (в ведении которого находилась ТЭС) была создана государственная акционерная энергогенерирующая компания «Донбассэнерго», в 1998 году решением собрания акционеров она была преобразована в ОАО «Донбассэнерго»[6].
28 мая 2001 года была предпринята попытка продажи ТЭС за долги, остановленная решением президента Украины Л. Д. Кучмы (который запретил приватизацию энергообъектов за долги)[7].
28 июля 2003 года ТЭС была внесена в перечень особо важных объектов электроэнергетики Украины, обеспечение охраны которых было возложено на ведомственную военизированную охрану во взаимодействии со специализированными подразделениями МВД Украины и иных центральной органов исполнительной власти[8].