瑞士苏黎世的奈特拉抽水蓄能电站建于1882年，是世界上最早的抽水蓄能电站。该电站抽水扬程153 m，容量515 kW，是一座年调节抽水蓄能电站。20世纪50年代以后，随着核电站和大容量火电机组大批投产，为提高电力系统电源的调峰能力和减少调峰费用，兴建了许多抽水蓄能电站。电站的技术水平也不断提高。机组由四机式发展到二机式(可逆式)。单级混流式水泵水轮机组可适用的水头逐渐增大，如日本的葛野川抽水蓄能电站的单级混流可逆式机组的抽水扬程已达778 m，发电最大水头728 m。该电站单机最大输出功率412 MW。利用水头最高的是奥地利的赖斯采克(Reiszeek)抽水蓄能电站，采用四机式机组，水头1773 m。单站规模也不断增大。80年代单站规模最大的是美国的巴斯康蒂(Bath-County)抽水蓄能电站，装机容量6×350 MW。中国广州抽水蓄能电站一期、二期合计总装机2400 MW，1999年全部投产后，为单站最大的抽水蓄能电站。

中国抽水蓄能电站建设起步较晚。1968年在岗南水库安装了第一台斜流可逆式机组，由日本制造，单机11 MW。1975年在密云水库安装了2台中国制造的单机11 MW的可逆式机组，转轮直径2.5 m，最大水头64 m。1989年潘家口抽水蓄能电站的第一台机组投产，单机90 MW。全电站共安装3台可逆式机组和1台单机150 MW的水轮发电机组。广州抽水蓄能电站一期(4×300 MW)、十三陵抽水蓄能电站(4×200MW)、天荒坪抽水蓄能电站(6×300 MW)和广州抽水蓄能电站二期(4×300 MW)等大型抽水蓄能电站均已投产发电。台湾省已投运的有明湖抽水蓄能电站(4×250 MW)和明潭抽水蓄能电站(6×267 MW)。