该工程是世界上第一个±660千伏电压等级直流输电工程，西起宁夏银川东换流站，东至山东青岛换流站，线路长度1335千米，经过宁夏、陕西、山西、河北和山东等5省区43个县（市）。工程双极总输电容量400万千瓦，静态总投资104亿元。该工程将成为西北电网向华北电网送电的重要输电通道，是国家“西电东送”的重点电网建设项目。工程建成投运后，我国西北地区黄河上游水电和宁东火电将打捆直送山东，输送电量相当于新建7座60万千瓦机组，将使宁夏乃至西北地区资源优势转化为经济优势，极大缓解山东省电力供应紧张、能源资源短缺的压力，提高山东电网运行的经济性和可靠性，为山东乃至华北地区经济社会发展提供可靠电力保障。
宁东直流工程于2008年12月核准开工建设，2009年6月、7月两端换流站实质性开工。经过各参建单位广大工程建设者历时18个月的艰苦奋战，工程于2010年9月30日线路全线架通，2010年11月8日完成系统调试，2010年11月25日极Ⅰ系统一次性通过14天试运行。试运行期间，工程保持单极200万额定功率输送容量，由宁东煤电基地向山东电网输送电量6.76亿千瓦时，实现直接经济效益7000余万元。11月28日19时，极Ⅰ系统正式投入商业运行，随即满负荷从宁夏宁东煤电基地向山东输电，输送功率达200万千瓦。2011年3月，工程极Ⅱ系统建成投运后，向山东送电的能力将提高到400 万千瓦，达到山东电网正常负荷的十分之一。 工程导线采用特高强钢芯铝合金绞线，每相四分裂，在世界上首次采用1000平方毫米大截面导线。
宁东直流工程为我国自主设计、自主成套、自主建设的世界首条±660千伏电压等级直流输电工程，工程选用单12脉动阀组的先进技术，建设面临四大技术难点：换流变压器制造难度大、首台首套设备应用多、国产化比例高、系统集成难度大。同时，工程建设承载着“技术创新示范”和“管理创新示范”的双重使命，在摸索和实践中按照高标准、严要求建设，力求在工程顺利按期投产的基础上，推进跨区直流输电工程在标准化管理、设计水平、质量安全、设备国产化率等方面再上新台阶。
自2011年投运以来，已安全运行4000余天，长期处于满负荷运行状态，是我国商业运行效益最好的跨省跨区直流输电工程。其“电源端”银川东换流站坐落在腾格里沙漠戈壁滩上，多年来，通过不断设计研制智能巡检机器人系统，银川东换流站解决了电磁干扰强度大等多个智能检测技术难题，实现了对室内电气设备24小时智能巡检，有效降低了作业人员的劳动强度，保证了人身、电网及设备安全。
宁东直流工程山东段线路长415 千米，铁塔923基，在5个省区中长度最长、所占比例最大，由国家电网山东公司负责建设管理，总投资约 104 亿元。工程于2008年 12月15日举行开工仪
式，2010年7月24日，山东段全线架通，2010年11月11日完成投入试运行，采用了世界上迄今为止单台容量最大的换流变压器，在直流成套设计中首次实现自主研发，首次开发应用了1000平方毫米大截面导线，首次在工程中采用集中控制模式。 工程途经德州、济南、滨州、淄博、东营、潍坊、青岛等7市17县（市），分为4个标段，分别由四川、山东、湖南、新疆4个省区电力公司的送变电公司施工，由国核电力规划设计研究院、中南电力设计院负责设计，山东诚信监理公司、江苏宏源监理公司负责监理。
宁东直流工程河北段线路全长200.221千米、铁塔425基，线路途经邢台县、内丘县、任县、南和县、平乡县、广宗县、巨鹿县、威县、清河县、衡水故城县、山东临清县共11个县市，分两个施工标段，分别由河北省送变电公司和青海送变电工程公司负责施工，设计单位为河北省电力勘测设计研究院，河北电力建设监理有限责任公司负责监理。2009年8月14日开工，2010年8月6日河北段全线架通。
宁东直流输电示范工程陕西境内线路起于宁陕交界处，经定边县、靖边县、横山县、子洲县、绥德县、在清涧县上坪跨越黄河，止于山西省石楼县黄河东岸，线路全长307.589千米，共617基铁塔。由陕西送变电工程公司等三家施工单位共同施工。陕西段工程于2009年8月27日开始基础施工，2009年12月底完成基础转序，2009年12月28日举行铁塔首基试点，2010年4月底完成铁塔转序验收工作，2010年5月5日开始架线试点工作。陕2、陕1标段分别于2010年6月29日和7月6日全线架通，陕3标段于2010年8月24日架通，标志着宁东－山东±660千伏直流输电示范工程陕西段全线架通。9月16日至9月22日，陕西段全线工程正式通过国家电网公司专家竣工验收检查。2010年10月10日，陕西段线路缺陷已经消缺完毕，接地线全部拆除完毕，人员全部撤离，具备投产条件。
宁东直流工程山西段首基基础浇筑仪式于2009年8月23日在山西左权县石匣乡蒿沟村举行。山西省电力公司基建部、电网工程指挥部、工程设计、施工、监理单位及当地政府相关部门180余人参加了浇筑仪式。山西段线路工程全长306千米，共有基础、铁塔616基，途经12个县，跨越6回500千伏线路、公路13条次、铁路4条次，投资约90285万元。 2010年9月16日至20日，国家电网公司建设部验收专家组对山西段进行了竣工验收。
宁东直流工程宁夏段线路起自银川东换流站，止于宁夏、陕西两省区交界处。该段线路长106千米，设计铁塔226基。2009年8月10日，宁夏段开工仪式在宁夏回族自治区盐池县举行，标志着该工程进入线路施工阶段。2010年8月18日，宁夏段全线贯通。
