Строительство Ленинградской ТЭЦ (первоначальное наименование ТЭЦ-16) началось в 1940 году. В 1941 году на строительной площадке ТЭЦ были сооружены фундаменты под основные здания и оборудование станции, выполнен монтаж металлического каркаса главного корпуса, начаты работы по строительству зданий главных распределительных устройств, служебного корпуса. Однако с началом Великой Отечественной войны строительство ТЭЦ было прекращено, металлический каркас главного корпуса демонтирован и отправлен в эвакуацию. 7 июля 1945 года было принято решение о продолжении строительства ТЭЦ. В 1963 году ТЭЦ-16 вышла на проектную мощность 360 МВт.
На протяжении всего периода своего функционирования на станции проводились мероприятия по модернизации, техническому перевооружению и реконструкции оборудования ТЭЦ. В 1974-1982 годах осуществлен перевод станции на сжигание газо-мазутного топлива со строительством нового мазутного хозяйства и реконструкцией энергетических котлов.

Проведена модернизация теплофикационного и турбинного оборудования с внедрением схемы трехступенчатого подогрева сетевой воды. Построены очистные сооружения; введены в эксплуатацию установки нейтрализации агрессивных вод. На энергетических котлах выполнены мероприятия по снижению выбросов оксидов азота в атмосферу с установкой систем ступенчатого сжигания топлива.