Значительная часть крупных электростанций и магистральных сетей, которые после распада СССР достались Украине, была построена в советский период. Новый этап развития энергетики начался в 1920-е годы с плана ГОЭЛРО. В 1926 году первый генератор заработал на Штеровской ГРЭС в Донбассе — первой электростанции Украинской ССР, построенной по этому плану.

Одним из крупнейших проектов стала ДнепроГЭС. Ее начали строить в 1927 году, первый агрегат запустили в 1932-м, а к 1939 году станция вышла на проектную мощность. Электроэнергия ДнепроГЭС стала основой для развития крупного промышленного комплекса в Запорожье, включая энергоемкое производство алюминия.

Параллельно отдельные региональные сети постепенно объединяли. В 1940 году линия 220 кВ связала энергосистемы Днепра и Донбасса, а в 1964-м была сформирована объединенная энергосистема Украины. В конце 1960-х линии 330 кВ соединили западную, центральную и восточную части республики. В 1971—1975 годах появилась магистраль 750 кВ Донбасс—Днепр—Винница—Запад длиной более 1100 км.

С конца 1970-х быстро росла атомная генерация. Первый блок Чернобыльской АЭС подключили к сети в 1977 году, Ровенской — в 1980-м, Южно-Украинской — в 1982-м, Запорожской — в 1984-м, Хмельницкой — в 1987-м. К 1990 году АЭС давали около четверти всей электроэнергии республики.

После распада СССР многие из этих станций и линий продолжили работу уже в энергосистеме независимой Украины. Ее конфигурация впоследствии существенно изменилась, а с марта 2022 года украинская сеть работает синхронно с энергосистемой континентальной Европы.