一期工程2×300MW燃煤机组项目于2003年5月13日经国务院正式批准立项，总投资28.6亿元人民币，由甘肃省电力投资集团公司出资55%、国投电力公司出资45%共同开发建设。一期工程于2004年4月28日开始浇筑第一罐混凝土，2005年11月25日实现首台机组投产发电，2006年7月17日二号机组一次顺利通过168小时试运行，至此，张掖电厂一期工程建设画上了圆满的句号。一期工程建成后，年发电量将达33亿千瓦时，对于壮大甘肃电源实力，改善甘肃电网网架结构，加快甘肃小康社会建设步伐，将起到重要作用。

张掖电厂是甘肃省电力投资集团公司控股建设的第一个大型火力发电厂；是一开始就严格按照现代企业制度组建的现代化企业；是甘肃省第一个将烟气脱硫工程与机组建设同步实施的环保型电厂；是西北第一个以城市污水处理后的中水作为循环冷却水的节水型发电厂，实现了从工程建设到生产管理、从生产准备到运行管理、从设备供应到维修保障、从投产发电到商业化运营、从外聘专家到平稳移交过渡的"一路畅通"，确保了项目建设与生产准备两不误。

作为甘肃第一个省内资金控股的大型电厂项目，张掖电厂的建设创造了电力建设史上的诸多“第一”：全省第一个一开始就严格按照现代企业制度建立的火力发电企业；西北第一个以城市污水处理后的中水作为循环冷却水的节水型电厂；西北第一个将烟气脱硫工程与机组建设同步实施的环保型电厂。