단위용량 20만㎾급 및 40만㎾급 기력발전설비 각각 3기로 구성되어 있다. 이 발전소는 민간전력회사인 동해전력개발주식회사에 의해 건설된 발전소이다.
1960년대 말 급증하는 울산공업단지의 전력수요를 충당하기 위해, 1968년 7월부터 1973년 7월까지 5년간에 걸쳐 20만㎾급 기력발전설비 3기를 건설하여 동해화력발전소로 이름 지었다.
그 뒤 정부의 민간전력 인수방침에 따라 1972년 4월 25일한국전력주식회사(현 한국전력공사)가 인수하였으며, 1973년 12월 17일영남화력발전소 및 울산가스터빈발전소를 통합하여 울산화력발전사무소 제2발전소로 고쳐 불렀다.
그러다 또한 복합발전설비 및 후속기 기력설비의 증설이 추진됨에 따라 1977년 2월 1일부터 울산화력발전소로 부르게 되었다. 다시 1998년 5월한국전력공사 조직개편에 따라 울산화력발전소는 울산제1화력발전소로 다시 고쳐 불렀다.
울산제1화력발전소는 1977년 4월 1일 단위용량 40만㎾급 중유전소 기력발전설비 3기(4·5·6호기)의 건설공사가 착공되어 1979년 12월 31일, 1980년 9월 30일 및 그 해 12월 31일에 차례로 준공되었다. 그리하여 총 시설용량 212만㎾의 대단위 발전단지로 형성되었다.
특히 총 건설비 2366억5000만 원을 투입하여 대우중공업주식회사가 일괄 도급계약하여 건설된 4·5·6호기는 당시 국내 화력발전소 중 단위기 용량이 최대였다. 기동에서 계통병입에 이르는 일련의 설비운전이 컴퓨터에 의하여 자동제어되고, 부하속응성이 우수한 특징을 가지고 있어 전력 계통 주파수유지용으로 크게 활용되고 있다.
이 설비는 평택화력발전소와 함께 국내 최초로 계약 및 시공을 국내 주도형 일괄도급방식으로 추진하여 성공한 설비이다. 국내 발전소 건설기술의 축적 및 개발에 기여도가 지대할 뿐만 아니라, 전력사업의 일대 전환점을 이룩하게 된 계기가 되었다는 점에서 큰 의의를 가지고 있다.