O výstavbě temelínské elektrárny bylo rozhodnuto už na počátku osmdesátých let. Následovaly dlouhé roky plánování, které vyvrcholilo až na podzim 1986, kdy příslušné úřady definitivně povolily zahájení stavebních prací. Ty odstartovaly v únoru 1987 a pokračovaly až do Sametové revoluce.
Po změně režimu českoslovenští odborníci projekt, vypracovaný sovětskými inženýry, pozměnili a v roce 1993 česká vláda rozhodla, že v Temelíně namísto původně plánovaných čtyř bloků vzniknou pouze bloky dva.
V létě 2000 bylo do prvního reaktoru vloženo jaderné palivo, krátce poté začali technici spouštět štěpnou reakci a těsně před Vánoci pak Temelín vstoupil do zkušebního provozu, během nějž začal do domácností dodávat první elektrickou energii.
Druhý blok energetici do provozu uvedli o dva roky později. Začátek provozu mladší české jaderné elektrárny však provázela celá řada poruch a kontroverzí. Proti Temelínu velice hlasitě protestovaly nejen ekologičtí aktivisté, ale také rakouští političtí představitelé.
Navzdory všem komplikacím Temelín nakonec úspěšně absolvoval všechny zátěžové a bezpečnostní testy, a 11. října 2004 tak mohly být oba jeho bloky převedeny ze zkušebního provozu do standardního výkonu.
Jadernou elektrárnu Temelín tvoři dva tlakovodní reaktory VVER 1000, které každoročně vyrobí asi 15 TWh elektrické energie, což je přibližně o 6 % méně než za totéž období vyprodukují Dukovany. Temelínská elektrárna je tak druhým největším výrobcem elektřiny u nás.