История ГЭС начинается с начала 1960-х годов, когда рабочие альпинисты начали первые установочные работы. В 1962 году основан поселок, ныне город Кара-Куль, где жили и живут строители и их семьи. ГЭС обрела статус «Всесоюзной стройки».

Станция является комплексным сооружением и предназначена для многолетнего регулирования стока реки Нарын и выработки электроэнергии.

Месторасположение станции выбрано в горах Центрального Тянь-Шаня на входе реки Нарын из Кетмень-Тюбинской долины в узком ущелье. Компоновка сооружений станции определялась топографическими и геологическими особенностями участка строительства, в первую очередь сейсмичностью, которая составляет 9-10 баллов.

Открытое распред устройство в связи с особенностями расположения гидроузла: чрезмерной узостью и глубиной ущелья, отсутствия площадок и опасности камнепадов, расположено на расстоянии от ГЭС в долине реки Кара-Су и выполнено по схеме четырехугольника.

Водохранилище станции – самое большое в Средней Азии, расположено в пределах Кетмень-Тюбинской долины. В 2017 году между ОАО «Электрические станции», крупная государственная генерирующая компания Кыргызской Республики, объявила о заключении контракта „под ключ! на модернизацию Токтогульской ГЭС с СП «GE Hydro» (Франция) и «GE Renewables» (Швейцария) для повышения безопасности, эффективности, надежности и обеспечения бесперебойной работы ГЭС, а также для увеличения ее мощности (общая мощность ГЭС будет составлять 1440 МВт) .

Плотина Токтогульской ГЭС по своим конструктивным параметрам является уникальным бетонным сооружением, предназначенным для эксплуатации в условиях исключительно высокой сейсмичности.

Токтогульская ГЭС имеет следующие технические характеристики:

Установленная мощность - 1200 МВт

Количество агрегатов - 4

Расход воды - 960 м3  /с

ГИП: Михайлов К.А.