В 1978 году было запущено в эксплуатацию Нижнекамское водохранилище, примерно в это же время рядом с Камскими Полянами была заложена станция. По проекту должны были быть построены четыре энергоблока с реакторами ВВЭР-1000, с запуском мощностей по мере строительства. Строительство станции началось в 1980 году. Запуск первого энергоблока АЭС был запланирован на 1992 год, далее с интервалом в полтора года должны были вводиться следующие блоки. Пик строительных работ пришелся на 1988 год. На тот момент с начала строительства было освоено 288 миллионов рублей капитальных вложений и выполнено строительно-монтажных работ на 96 миллионов рублей (в ценах 1988 года).

Как и всю ядерную энергетику в СССР, завершению строительства Нижнекамской АЭС помешала катастрофа на ЧАЭС. Тогда встали все стройки АЭС в стране. Что успели построить работало или было заморожено.