Az ország villamosenergia-igényének növekedése következtében az Oroszlányon és környékén fellelhető energetikai szénre alapozva, 1958. elején jelenik meg alap tervfeladatként egy 3x50 MW teljesítőképességű erőmű építése. A tervek már elkészültek, amikor 4x50 MW-ra növelték az erőmű teljesítményét. 1958 végén folyamatosan beindul az építkezés. 1960 őszére készült el a hűtőtó völgyzáró gátja, megkezdődött a tó feltöltése. (Az erőmű hűtő- és egyéb ipari-víz igényének kielégítésére az Által ér duzzasztásával hűtőtó létesítésére került sor. A tónak kettős célja van; hűtés és tárolás. Az erőmű kondenzátoraiban felmelegedett hűtővizet felületi párologtatás, és a tó befolyásával történő keveredés útján hűti.)

1961 októberében a víz szintje elérte a 169 m Adria feletti magasságot. Ebben az évben üzembe helyezték az 1. sz. blokkot, majd félévenként a többit is.

A 4x50 MW-os erőmű a kor fontos alaperőműveként magas kihasználással működött. A tervek és a létesítés a korabeli műszaki színvonalon valósultak meg, több kiemelkedő műszaki megoldást is alkalmaztak. 1978 telén Oroszlány város először részesült az erőműből biztosított hőenergiából, beindult a távfűtés és a melegvíz-szolgáltatás. Az erőmű látta el kogenerációs távhővel az Oroszlány és Bokod lakótelep fogyasztóit igen kedvező hő áron, amellyel az ország három legolcsóbb távhőár közé tartoztak az oroszlányi díjak.

Az 1970-es évek elején megkezdődött annak vizsgálata, hogy a 200 MW-os bővítés milyen áron végezhető Oroszlányban. Az 1980-as években bebizonyosodott: ha nincs bővítés, akkor rekonstruálni kell az Oroszlányi Erőművet.

1990 nyarára az Oroszlányi Erőmű négy üzemelő blokkal, a szenes rekonstrukció után nagy megbízhatóságú, 240 MW villamosenergia és 84 MW hőenergia kapacitású termelő erőművé vált.

A 2002. március 12-i kormányülésen pozitív döntés született a Vért hosszú távú továbbműködését érintő ún. retrofit programról. A magyar és az uniós előírások értelmében ugyanis 2005. január 1-től megengedhetetlen a káros anyagok korlátot meghaladó levegőbe bocsátása. Ezért vált szükségessé az Oroszlányi Erőmű füstgáz-kéntelenítőjének megépítése, blokkjainak megújítása. A 2002-2004 között megvalósult a nedves mészkő-gipsz technológiával működő füstgáz-kéntelenítő létesítése. A beruházás előkészítése, tervezése és megvalósítása során a leginkább környezetbarát, rendelkezésre álló legjobb technológiák alkalmazása által igyekeztek megfelelni a legszigorúbb helyi és regionális környezetvédelmi elvárásoknak.

Az Erőmű fő technológiai berendezésein az elmúlt években, 2005-2008 között végrehajtott –környezetvédelmi célokat is szolgáló– beruházás eredményeként az 1-es és 2-es kazán kiegészítő fluidizációs tüzelőberendezést kapott, melyekben –nemzeti célokat is szolgálva- tetemes mennyiségű biomassza is hasznosítható. A 3-as és 4-es kazán szintén alkalmas részarányban, mezőgazdaságból származó biomasszák elégetésére. Ezekkel a beruházásokkal az Oroszlányi Erőmű vált hazánk első működő biomasszát is tüzelő erőműévé.

A Vértesi Erőmű Zrt. 240 MW beépített teljesítményű Oroszlányi Erőművének működési engedélyét -figyelemmel a főberendezések maradó élettartamára-, a Magyar Energia Hivatal 2020. december 31-ig adta ki.

2016. január 1-től bevezetett még szigorúbb környezetvédelmi normáknak a Vértesi Erőmű Zrt. csak egy újabb nagy beruházással tudott volna megfelelni, de a tulajdonos az Oroszlányi Erőmű villamosenergia termelésének szüneteltetése mellett döntött. A jelenleg érvényben lévő H575/2019-es MEKH határozat értelmében, 2020. december 31-ig a Vértesi Erőmű Zrt. Oroszlányi Erőműve a „Villamosenergia-termelési tevékenységét szünetelteti”. Az Erőmű 2015. december 31-én termelt utoljára villamos energiát. Blokkjai fagymentesítve, konzerválva lettek. Jelenleg a berendezések állagmegőrzése, a telephely fenntartása van folyamatban.