1988년 5월한국전력공사 조직개편에 따라 호남화력발전소에서 여수 제1화력발전소로 개칭되었다. 이 발전소는 12만 8,987.1㎡의 부지에 단위기 용량 28만㎾급 발전설비 2기로 구성되어 있다.
당시 민간전력회사인 호남전력주식회사가 호남지구 공업단지의 전력공급을 위하여 설치한 발전소로, 건설공사가 프랑스 은행단이 제공한 상업차관을 재원으로 추진하였으며, 설비의 설계·제작 및 시공감독은 계약자인 프랑스의 바브콕 아틀랑티케(Babcock Atlantique)회사가 담당하였고, 토목, 건축의 대비공사 및 기기설치는 호남전력주식회사가 수행하였다.
1969년 5월 건설공사에 착공, 1973년 4월 7일 1호기 준공에 이어 같은 해 5월 3일 2호기가 준공됨에 따라 본격적으로 전력을 생산하여 전량 한국전력주식회사에 판매해오다가 정부의 민간전력인수방침에 의거, 1973년 8월 31일한국전력주식회사에 흡수되었다.
이 설비의 단위기 시설용량은 30만㎾로 당시 국내 최대였으며 발전용 연료유는 인근 GS칼텍스 공장(구 호남정유 공장)에서 직접 수송되고 생산된 전력은 여수화력발전소내의 송전설비를 거쳐 호남지방에 공급된다.
한편 1979년 제2차 석유파동으로 연료유값이 폭등함에 따라 이 발전소를 포함한 석유계 발전소의 가동률이 지극히 저조하게 되었다. 따라서 정부 주도의 ‘탈석유전원개발정책’이 강력히 추진되었으며, 그 일환으로 이 발전소는 유연탄 및 중유 연소 겸용 발전방식으로 대폭 개조되었다.
개조공사는 한국중공업주식회사의 일괄 도급계약으로 추진되었으며, 1982년 8월 23일에 공사를 착공하여 1984년 12월 30일에 2호기가 먼저 준공되었고, 이어 1985년 3월 30일에 1호기도 준공되었다.
개조 후 단위기 설비용량이 28만㎾로 감소되어 이 발전소의 시설용량은 56만㎾로 조정되었으며 주연료인 유연탄은 알래스카·오스트레일리아 및 미국 서부에서 전량 수입된다. 연료전환공사 후 이 발전소는 연간 약 120만 톤의 유연탄을 소화하여 300만 배럴에 상당하는 유류대체효과로 약 500억 원의 연료비를 절감하게 되었다.
특히 이 연료전환공사는 국내에서는 최초로 시도되었을 뿐만 아니라 세계적으로도 그 유례가 드문 사업으로서 이 분야의 기술개발 및 축적에 크게 기여하게 되었다.