El proyecto de CN Almaraz fue acometido en la década de los años setenta y finalizado en los primeros años de los ochenta, por tres grandes empresas eléctricas: Hidroeléctrica Española, Sevillana de Electricidad y Unión Eléctrica Madrileña, a partes iguales. En la actualidad, después del proceso de reordenación del sector eléctrico, sus propietarios son Iberdrola (52,687%), Endesa (36,021%) y Unión Fenosa (11,292%). El 10 de mayo de 1973 se colocó el primer hormigón de la central en la losa del edificio de contención de la Unidad I y dos años después se cerró su cúpula. En la Unidad II, las fechas equivalentes son septiembre de 1973 y julio de 1976. En este intervalo avanzó la obra civil, incluyendo el edificio de turbinas y la presa para el embalse de refrigeración, para después pasar a la fase de montajes, pruebas y puesta en marcha.

El 81% del total de la construcción y montaje de equipos de la central de Almaraz fue llevado a cabo por empresas españolas. La Unidad I entró en servicio comercial el 1 de mayo de 1981; la Unidad II lo hizo el 8 de octubre de 1983. La Central de Almaraz está concebida como una Central de base, es decir, de funcionamiento ininterrumpido, y es capaz de asegurar un abastecimiento anual de 16.000 millones de kWh.

Desde el día 1 de septiembre de 2009, la titularidad de Unión Fenosa Generación, S.A. en Centrales Nucleares Almaraz-Trillo, es ostentada por Gas Natural SDG, S.A.