На протяжении нескольких десятилетий в прессе утверждалось, что Сызранская ГЭС построена по плану ГОЭЛРО, утвержденному в 1920 году, однако в наши дни краеведы Самарской области считают по-другому.
В начале 20-х годов Сызрань испытывала острый дефицит электроэнергии, и разработка проекта строительства ГЭС получила одобрение не только местных властей и населения, но и московских специалистов. При поддержке председателя Госплана СССР, автора ГОЭЛРО Г.М. Кржижановского, стройку включили отдельной строкой в государственный план электрификации, что предполагало нормальное финансовое и материальное снабжение. В этом сыграло немалую роль обращение жителей Сызрани о необходимости этого шага к Кржижановскому как к уроженцу Самары, их земляку.
Строительство ГЭС началось в 1925 году. К работам привлекались сотни человек. Преобладал ручной труд — с кирками, носилками, тачками. Начинала строительство одна организация, а заканчивала другая, что, естественно, удлинило сроки работ, привело к их удорожанию. Несмотря на все трудности, 7 ноября 1929 года состоялся официальный пуск станции.
Сызранская ГЭС является единственным гидросооружением того времени, которое сохранилось в первозданном виде. Пуск станции состоялся всего на три года позднее первой в стране построенной по плану ГОЭЛРО — Волховской ГЭС, однако последняя во время Великой Отечественной войны демонтировалась
В последние 15-20 лет мощности ГЭС хватает лишь на обслуживание самой станции, чтобы освещать её помещения и поднимать щиты на плотине. Город Сызрань получает энергию от Жигулевской ГЭС. В случае если он останется без электричества, старая станция сможет обеспечить энергией городскую центральную больницу.
За прошедшие десятилетия пруд ГЭС обмелел в несколько раз, в 1929 году он имел объём 30 млн. м³ и глубину 7-10 м, теперь же зеркало водохранилища значительно уменьшилось, объём его стал менее 5 млн. м³, а площадь акватории составляет 100 га. Давления на турбины теперь практически нет, даже в период половодья, к тому же из-за большого количества мусора, попадающего в турбинные камеры, ГЭС периодически отключается. Для проведения очистных работ требуется почти 800 миллионов рублей, а пока Сызранская ГЭС работает в половину своей совсем небольшой мощности.
Водохранилище ГЭС служит местом отдыха для горожан и интересно для туристов, во время осеннего перелета служит убежищем для водоплавающих птиц.
Сызранская ГЭС даже по современным нормам является надёжным сооружением, но для того, чтобы ее работа не наносила вреда экологии, некоторые её элементы планируется заменить на современные, что, по утверждению администрации города, не нарушит архитектурного ансамбля памятника истории. По словам Виктора Хлыстова, главы Сызрани, переговоры по этому поводу уже ведутся со специалистами из Санкт-Петербурга.