В проекте развития атомной энергетики СССР перед Хмельницкой АЭС ставились задачи покрытия нехватки электрических мощностей на западе Украины, а также экспорт энергии в страны Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ).

В 70-х и начале 80-х годов бурное развитие народного хозяйства СССР потребовало значительного увеличения электрообеспечения. В те годы резерв энергетики страны, особенно в зимний период, составлял всего 3,5-5 %, тогда как в развитых странах он был 20-50%.

В единой энергосистеме страны наблюдалась сильная нехватка мощностей. Баланс мощности западного региона ЕЭС ко всему прочему характеризовался сильным ростом экспорта электроэнергии в соседние соц. страны, быстро возрастал дефицит мощностей на западе ЕЭС (Винницкой, Львовской сетях). Для покрытия постоянно растущих нагрузок в этом регионе необходимо было ввести не менее чем 4000 МВт новых энергетических мощностей.  Было очевидно, что введение этих мощностей можно осуществить лишь за счет возведения атомных электростанций. Совет Министров СССР своим постановлением от 16 марта 1971 года запланировал строительство новой мощной АЭС в центральном регионе Украины. В будущем, в связи с сильным ростом экспорта в страны СЭВ, строительство АЭС было перемещено на запад Украины

Созданием проекта Хмельницкой АЭС занимался Киевский институт "Энергопроект". Финальный вариант проекта был утвержден указанием № 150/ПС от 28 ноября 1979 г. Министерства энергетики и электрификации СССР как один из унифицированных проектов АЭС с реактором ВВЭР-1000.

В апреле 1977 г. в Нетешин прибыли первые рабочие из Управления строительства Бурштынской ГРЭС во главе с начальником участка в количестве 60 человек. У них в распоряжении был всего один экскаватор, пара автомобилей и бульдозер — вот так и началось строительство ХАЭС и нового города. Тяжело было строителям: леса, болота, пески, торфяники, бездорожье. Но они не сдавались. "Эти дни мы никогда не забудем" — произнес один из первых строителей, приехавший из Курахова.

Практически невозможно было представить, что спустя не так уж много времени врастут первые дома, первая школа, первый магазин, первый детский садик и первый житель, родившийся на свет уже в новом Нетешине (Артем Франковский, который позже стал работником ХАЭС)…

Воспоминания первого директора ХАЭС А. И. Троценко: "Коллектив Дирекции к началу стройки был немногочисленным, лишь 19 чел. После изучения обстановки на протяжении нескольких дней необходимо было решить целый ряд важнейших вопросов, начиная от финансирования и анализа проекта и заканчивая созданием Управления строительства. Весь штаб успешно разместился в трех вагончиках у старой мельницы, а сама дирекция — в старенькой хате в городке Славута. Зима 1977-1978 гг. была тяжелой — нужно было немедленно установить перегрузочную площадку на железнодорожной станции Кривин, чтоб выгружать железобетонные конструкции и другие материалы. А весна подготовила ещё несколько сюрпризов: разрушилась дорога от станции Кривин, пришлось в срочном порядке строить новую из бетонных плит. Среди проблем остро стояла и нехватка жилья. Селились в частных квартирах, а зарплата была мизерной. Но мы твёрдо верили, что пройдет совсем немного времени и нам станет легче".

Приказом № 59 Минэнерго СССР от 8 февраля 1978 года основано Управление строительства ХАЭС, утвержденное генподрядчиком строительства станции под управлением И. Х. Малыша и В. В. Орловского. Это были энергичные люди, профессионалы своего дела, которые могли и любили строить качественно и на века. И дело пошло быстрее. Поступала техника, конструкции для первых объектов. Запустили в работу первый земснаряд, намывавший площадку под город и путь к будущему главному корпусу. Так рос город, у которого пока еще не было имени, но был четкий, детальный план застройки.

Тем временем на строительство постоянно прибывали люди. Необходимо было их встретить, разместить. Ведь от этого напрямую зависел уровень их работы работы. Поэтому уже в 1978 году началось строительство объектов, важных в первую очередь: столовой, жилья, магазина, школы, детского сада.

К этому времени на проекте работали уже 1716 человек, а на Хмельницкой АЭС — 93 человека.

Старт строительства самой станции — 22 января 1981 года. Многолюдно было в этот день на главной стройплощадке. Ключевое событие собрало здесь огромную толпу: выем первого ковша земли под котлован для фундамента первого энергоблока.

Право на эту почетную работу было предоставлено молодежной бригаде экскаваторщиков участка "Южэнергостроймеханизация". А в октябре состоялось ещё одно знаменательное событие: закладка первого кубометра бетона под реактор. Состоялся митинг, приуроченный к этому важнейшему событию. На нем не звучали громкие слова, но торжественность сквозила во всем. Открывая митинг, начальник Управления строительства ХАЭС говорил о громадной работе, проделанной рабочими и назвал имена лучших из лучших. После митинга все обратились к котловану, ждущему наполнения бетоном. Вся необходимая техника была уже наготове, люди только ждали приказа. Его подал бригадир управления "Южэнергомонтаж" М. И. Пасечник. Как раз его коллективу и выпала честь заложить первый кубометр бетона, а он — следуя традициям того времени — с первым ковшом бетона погрузил капсулу с символическим посланием к будущим поколениям

После этого строили очень быстро: в июне стартовал процесс бетонирования основы под отделение реактора, в июле 1982 года на строительстве главного корпуса уже была пройдена нулевая отметка, а 2 августа 1983 года готов каркас шахты реактора. Было начато создание перегородок, сбор конструкций, закладка фундамента под машзал Хмельницкой АЭС. Более 20 групп строителей и монтажников включились в работу за введение в строй первого энергоблока. К примеру, в машинном зале энергоблока работал коллектив Южно-Украинского управления треста "Теплоэнергомонтаж", делавший все возможное, чтобы поставленные перед ними вопросы решить в кратчайшие сроки и со знаком качества. Параллельно с возведением первого энергоблока обустраивались специальные промплощадки и для остальных энергоблоков. В 1982 году было начато возведение энергоблока №2 Хмельницкой АЭС

1987 год был самым тяжелым в истории ХАЭС в плане начала работ по пуску у отладке оборудования. Из-за аварии на АЭС Чернобыль стал городом призраком,  в свете тех событий, рабочие тщательнейшим образом проверяли всё оборудование и конструкции. 31 августа 1987 года руководство запуском блока приняло решение о проведении начального этапа гидравлических испытаний и промывки реакторной установки, завершенной в сентябре. Отчеты о работах были переданы комиссии Госатомэнергонадзора.

Физический запуск первого энергоблока был начат 16 ноября 1987 года с закладки ядерного топлива в реактор. Процесс был завершен утром 24 ноября. А 7 декабря группа управления пуском приняла решение о выводе реактора на минимальный уровень мощности. Ночью, с 9 на 10 декабря вахту принял начальник смены станции Тугаев, в его смену 10 декабря 1987 года и был запущен первый энергоблок. После проведения всех необходимых физических экспериментов стартовал новый этап — энергетический пуск. Утром 22 декабря из отчетов начальников смен цехов стало ясно, что реактор готов к включению в сеть. После окончания работ на первом энергоблоке была начата подготовка к вводу в эксплуатацию последующих энергоблоков. В том, что они будут введены, в те времена никто даже не сомневался, но развал СССР этому воспрепятствовал — Хмельницкая атомная электростанция так и осталась последней АЭС, введенной в эксплуатацию в СССР.

При строительстве АЭС использовался уникальный датский кран Kroll с высотой стрелы в 120 метров, именно он выполнял все грузовые работы. Кран был спроектирован как раз для перемещения негабаритных грузов, и прочих работ по такелажу (подробнее об этом тут). Такой же кран был задействован на строительстве 4-го энергоблока Крымской АЭС, и такие же краны помогали с доставкой грузов на Запорожской АЭС и Южно-Украинской АЭС. Несмотря на сложные финансово-экономические условия, сложившиеся в то время в стране, возведение второго энергоблока Хмельницкой АЭС не было остановлено, и его ввод в эксплуатацию намечался на 1991 год. Но в 1990 году Верховная Рада Украины ввела мораторий на строительство новых блоков. К тому времени во втором энергоблоке было установлено главное технологическое оборудование и полностью набран персонал. После снятия моратория в 1998 году строительные работы на Хмельницкой АЭС были снова возобновлены и велись за счет средств тарифной надбавки на электроэнергию, но темпы строительства были очень невысоки. В 2001 году на эти цели было передано всего 260 млн гривен. Физический запуск 2-го блока был произведен лишь в июле 2004 года, а 8 августа — энергетический пуск. В честь запуска блока была выпущена специальная юбилейная монета.

Интересные факты:

• Хмельницкая АЭС производит около 6—7 млрд кВт·ч электроэнергии в год, что составляет 9 % вырабатываемой на АЭС Украины.
• О работе ХАЭС и о радиационном фоне в городе население постоянно информируется в реальном режиме и выпусках новостей, в городе установлены специальные информационные табло
• В отличие от большинства типовых четырехблочных АЭС на основе реакторов ВВЭР-1000/320, строившихся в 1980-1982 годах, Хмельницкой АЭС и городу Нетешин повезло гораздо более других, так как пуск первого реактора состоялся еще в 1987 году.  После чего, в 1989-1990 годах было остановлено строительство трех подобных станций в РСФСР (Башкирская, Татарская, Волгодонская), по одной в УССР (Крымская АЭС), ЧССР (АЭС Темелин) и ГДР (АЭС Штендаль). Все они так и не были достроены. 
• Хмельницкая АЭС, Крымская АЭС и АЭС Штендаль являются идентичными проектами — близнецами.