该项目一期工程于2003年7月开工建设，一期工程建设两台60万千瓦国产亚临界燃煤空冷发电机组，工程总投资51.37亿元，二期工程建设两台60万千瓦国产亚临界燃煤空冷发电机组，工程总投资53亿元。一期工程一号机组将于2006年8月下旬正式发电，二号机组10月正式发电，2006年共发电27亿度，实现产值8.36亿元。二期工程于2007年下半年发电运营。三期工程已经过初可研论证，四期工程的前期工作正在积极筹备中。

上都电厂作为向京津唐送电的北通道，对完善和稳定电网结构，增加向北京供电的经济性、可靠性，确保2008年奥运会成功举办具有重要意义。同时对繁荣边疆民族地区经济，巩固边疆稳定发挥重大作用。2000年6月北京召开蓝电项目优化研讨会后，预可研及初可研补充报告均在2000年12月初上报了华北电力集团公司、自治区计委、国家电力总公司、国家计委、国家投资咨询评估公司等有关部门。在“西安2001年中国东西部合作与投资贸易洽谈会”上，内蒙古电力(集团)有限责任公司和北京国际电力开发投资公司举行了上都电厂一期工程投资意向书签字仪式。

6月19日至21日北京、内蒙古两家电力投资公司董事长率专家组就上都电厂选址对比及相关的水、路、煤等建设条件进行实地考察。8月8日至10日在锡市召开了上都电厂初步可行性研究报告审查会议，由北京国际电力投资开发公司、华北电力集团公司、内蒙古电力(集团)有限责任公司、水利部海河水利委员会及自治区国土资源厅、环保局、煤炭交通设计院组成的专家考察组，对上都电厂建设项目的必要性、建设地点、规模、前期工作及审批情况、生态环保、投资估算、经济效益评价、管理模式等相关内容，进行审查。

2002年8月经国务院总理办公会议研究并通过了上都电厂一期2×600MW机组新建工程项目建议书，上都电厂一期工程正式获得国务院的批准立项,国家计委以“计基础[2002]1554号”文件正式通知自治区计委，上都电厂项目进入可研阶段。截止12月13日，上都电厂一期工程可研报告及其所附的15个报告都已经完成，自治区计委以补充报告的形式正式报国家计委。国家计委将对上都电厂一期工程可研阶段的内容正式审理，现已通过国家计委基础产业司审核，并完成上报国务院可研批复文件的起草工作，

2003年元月7日在京召开了标书审查会议，设备招投标工作已全面展开。2月24日—3月1日在呼和浩特市完成了主机设备招投标工作。3月底上都电厂三大主机设备最终以总造价86986万元成交，主机设备厂家已同业主草签了设备定货合同，三大主机设备（锅炉、汽轮机、发电机）中标厂家分别为哈尔滨锅炉厂、成都东方汽轮机厂和成都东方发电机厂。3月下旬，上都电厂征地及水源取水工程外业勘测工作相继展开。华北电力设计院有关技术人员赴多伦县水源地正式开展水源取水工程外业勘测工作；内蒙古申科土地技术有限责任公司赴正蓝旗正式开展厂址测量、定界工作，5月中旬进行资料汇总，并形成正式的征地报告。规划容量为6×600MW，机组为国产亚临界燃煤发电机组，机组冷却方式采用空冷，厂址位于锡盟正蓝旗上都镇东，燃用胜利煤矿褐煤，通过锡林浩特至正蓝旗段铁路经电厂铁路专用线运输进厂。选用滦河干流西山湾水库作为供水水源，除灰采用干除灰，采用脱硫系统对锅炉烟气进行净化。电厂一期工程出线二回500千伏线路直京津唐电网，线路全长400公里。