1999年7月，山西国际电力集团公司和山西省电力公司按9：1的出资比例，在山西省电力行业首家打破垄断实施规范化公司制改组，山西阳泉第二发电厂改制为山西阳光发电有限责任公司。

2003年1月，山西通宝能源股份有限公司受让山西国际电力集团公司所持阳光发电公司90%的全部股权，成为阳光发电公司的控股股东；2007年6月，山西通宝能源股份有限公司正式收购山西省电力公司10%的股权，山西阳光发电有限责任公司成为山西通宝能源股份有限公司的全资子公司。

山西阳光发电公司在主营管理本厂4×300MW机组的同时，充分发挥自身管理、技术、人员方面的优势，创新经营管理模式，积极寻求新的效益增长点，大力拓展外部专业化承运电站市场，走可持续发展之路，相继承包了山西兆光发电有限责任公司一期2×300MW和二期2×600MW机组运行项目，山西耀光煤电有限责任公司2×200MW机组辅控运行项目以及山西同华电力有限公司轩岗电厂2×660MW机组运行项目。公司还担负着向阳泉市及平定县采暖供热任务，至2010年底供热规模已达700万米2。

多年来，公司历届领导班子励精图治，务实创新，使公司的社会效益和经济效益不断提高，先后获得了全国一流火力发电厂、首批全国文明单位、全国精神文明建设先进单位、全国厂务公开工作先进单位、全国劳动关系和谐企业、全国模范职工之家、国家级“守合同、重信用”单位以及山西省文明和谐标兵单位、省先进基层党组织、省五一劳动奖状、省依法治理先进单位等多项国家级、省级荣誉称号，为阳泉地方经济的健康快速发展做出了贡献。

2005年10月，获得中央精神文明建设指导委员会授予的“第一批全国文明单位”荣誉称号。

2021年6月，中共山西阳光发电有限责任公司机炉车间支部委员会被授予山西省“全省先进基层党组织”荣誉称号。

山西阳光发电有限责任公司位于阳泉市平定县境内，距阳泉市区15公里。其前身为山西阳泉第二发电厂，是国家“八五”重点建设工程，总投资约55亿元人民币，总装机容量为4台30万千瓦凝汽式燃煤发电机组。工程于1993年12月开工建设，于1999年11月全部投产发电。电厂用煤由阳泉煤业集团有限公司和地方煤供给，主要由公路进行运输。水源取自娘子关泉域，由改扩建后的平定提水工程供给。2006年4月18日，公司4台机组脱硫除尘工程正式开工建设，2007年9月4台机组烟气脱硫系统全部投入运行，成为山西省首家一次性完成全部机组脱硫改造的百万千瓦级火力发电厂。