Проект станции ГРЭС-2 был запущен в работу в соответствии с постановлением Совета Министров СССР в 1979 году. Ввод первого блока состоялся в 1985 году. Шесть основных энергоблоков на попутном газе были введены в строй в 1985-1988 годы.

По первоначальному проекту планировали ввести 8 энергоблоков по 800 МВт. После этого суммарная мощность станции должна была составить 6400 МВт. Проектная рекордная мощность станции должна была сделать её самой мощной тепловой электростанцией в мире. В 2012 году два оставшихся блока на попутном газе не ввели в эксплуатацию, поэтому одна из трёх труб ГРЭС не использовалась. Она была запущена только в 2014 году после подключения к ней энергоблока № 6.

Сургутская ГРЭС-2 вырабатывает половину всей электроэнергии, которая производится в регионе. Трубы электростанции имеют высоту 273 м. Установленная электрическая мощность Сургутской ГРЭС-2 составляет 5 680 МВт, установленная тепловая мощность – 840 Гкал/ч.  ГРЭС работает на попутном нефтяном газе (попутный продукт добычи нефти) и природном газе.

Работу Сургутской ГРЭС-2 поддерживают около 1200 человек.